Geothermie findet man meist in der Nähe aktiver Vulkane.
Eric Gaba, CC BY-SA

Island steht kurz davor, lavaheißes Wasser anzuzapfen. Mehrere Kilometer unter der Erde wird eine Bohrinsel namens Thor gebaut bald eindringen der Bereich um eine Magmakammer, in der geschmolzenes Gestein aus dem Erdinneren Wasser erhitzt, das durch den Meeresboden gesickert ist. Dieses bis zu 1,000 °C heiße und mit ätzenden Chemikalien gesättigte Wasser wird schließlich an die Oberfläche geleitet und seine Wärme in nutzbare Energie umgewandelt.

Es handelt sich um eine große technische Herausforderung, die möglicherweise ein neues Zeitalter der geothermischen Stromerzeugung einläutet. Bestehende Geothermieprojekte auf der ganzen Welt benötigen Wasser, das auf weniger als 300 °C erhitzt wird. Warum also diesen zusätzlichen Aufwand und diese Kosten auf sich nehmen?

Die Antwort ist einfach: Wasser liegt bei den extremsten Temperaturen in einem Zustand vor, der als „superkritisch“, wo es sich weder wie eine echte Flüssigkeit noch wie ein echtes Gas verhält und in der Lage ist, eine phänomenale Menge an Energie zu speichern. Überkritisches Wasser kann bis zu erzeugen zehnmal mehr Leistung als herkömmliche Geothermiequellen.

Island ist eine Nation, die auf etwa 130 Vulkanen aufgebaut ist, die über einem Hügel ruhen divergente Plattengrenze Dadurch gelangt kontinuierlich heißes, frisches Magma aus dem Erdmantel, der nur wenige Kilometer darunter liegt. Die Isländer haben davon profitiert und erzeugen mittlerweile mehr als ein Viertel ihres Stroms damit Geothermie, Zugang zu siedendem Wasser in einem Umkreis von 2 km um die Oberfläche.

Das Island Tiefbohrprojekt (IDDP) wurde gegründet, um herauszufinden, was in Tiefen unter 4 km in der isländischen Kruste passiert. Im Jahr 2009, während ihrer ersten Bohretappe, passierten sie versehentlich traf eine Magmatascheund stabilisierte schließlich das System, um das zu schaffen heißester Dampf jemals bei der Geothermieexploration erzeugt: 450°C.

Das zweite Bohrloch, das jetzt gebohrt wird, zielt darauf ab, das tief zirkulierende Wasser zu erschließen, das in das Gestein rund um eine Magmakammer unterhalb der Halbinsel Reykjanes in der Nähe von Reykjavik eindringt.

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Die Vielfalt der geothermischen Reichtümer, die Island bietet, ist ungewöhnlich, aber keineswegs einzigartig. Tatsächlich verfügt das Land zwar über eine der höchsten geothermischen Stromproduktionen im Hinblick auf den Gesamtenergieanteil, ist jedoch weder das höchste noch gehört es zu den fünf Ländern mit der höchsten geothermischen Kapazität. Tatsächlich könnten die Länder unter den ersten fünf eine Überraschung sein.

Der absolut größte geothermische Stromproduzent der Welt sind die USA. mit rund 3,450 MW Leistung im Jahr 2015, größtenteils in Kalifornien ansässig (ein typisches Kernkraftwerk produziert etwa 1,000 MW). Als nächstes folgen die Philippinen und Indonesien mit 1,870 bzw. 1,340 MW. Mexiko und Neuseeland liegen mit jeweils etwas mehr als 1,000 MW dahinter und Island (665 MW) liegt hinter Italien (916 MW) auf dem siebten Platz.

Vulkane sind der gemeinsame Faktor in den geothermischen Ressourcen all dieser Länder. Die USA nutzten auch die riesige San-Andreas-Verwerfungszone und ihre Fähigkeit, Wärme und Flüssigkeiten durch die Erdkruste zu leiten.

Auf der Suche nach dem perfekten Geothermiestandort

Damit Geothermie erfolgreich sein kann, muss Wärme vorhanden sein, sie muss zugänglich sein und man muss in der Lage sein, Wasser um sie herum zu bewegen. Es kann schwierig sein, diese drei einfachen Anforderungen zusammen zu finden.

In den meisten Teilen des Planeten befindet sich das heiße Material einfach zu tief im Inneren, als dass es wirtschaftlich nutzbar wäre. Die Temperatur der Erdkruste steigt im Allgemeinen um 25°C pro 1 km Tiefe; Damit Geothermie wirtschaftlich ist, muss dieser Wert näher bei 50 oder sogar 150 °C/km liegen. Das bedeutet, dass Sie sich in der Nähe von etwas geologisch Ungewöhnlichem befinden müssen: entweder dünnerer Kruste (damit Sie sich näher am heißen Mantel befinden) oder Merkmalen wie Plattengrenzen oder Vulkanen, die Hitze oder Magma an die Oberfläche leiten können.

Wenn diese Bedingung erfüllt ist, müssen Sie immer noch in der Lage sein, Wasser zu bewegen. Gesteine ​​sind nicht alle gleich, da bei manchen das Wasser leicht durch die Poren und Grenzen zwischen den Körnern fließen kann, während andere eher wie eine Barriere wirken. Wenn das Wasser nicht zum Bohrloch fließen kann, kann es auch nicht an die Oberfläche gebracht werden.

Wenn das heiße Gebiet kein natürliches Wasser hat, können Ingenieure etwas davon abpumpen. Wenn das Gestein jedoch verhindert, dass es fließt und sich verteilt, kühlt das Wasser lediglich den Bereich unmittelbar um das Bohrloch ab, was es aus geothermischer Sicht sinnlos macht.

Wie bei Gold, seltenen Erden oder gutem Ackerland bestimmt auch die Geologie eines Gebiets den Zugang zu dieser wertvollen Ressource. Überall dort, wo es aktive Vulkane gibt, könnte potenziell von der vom IDDP vorangetriebenen geothermischen Hochtemperaturexploration profitiert werden. Dazu gehören alle Länder rund um den Pazifik Ring of Fire – vielleicht eine Gelegenheit, etwas von den Vulkanen zu profitieren, die ihre Landschaften prägen.

Über den Autor

Pete Rowley, leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter, Geowissenschaften, University of Portsmouth

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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