Ampelsystem minimiert Risiken zuverlässig
Tiefdruckgebiet im Schweizer Felsblock, im sogenannten BedrettoLab, forscht dasjenige Team von Stefan Wiemer, Professor am Departement Erd- und Planetenwissenschaften jener ETH Zürich und Rektor des Schweizerischen Erdbebendienstes (Sozialistische Einheitspartei Deutschlands), an neuen Methoden, um EGS sicherer zu zeugen. Die Forschenden setzen damit aufwärts viele kleine, kontrollierte Stimulationen in isolierten Zonen des Bohrlochs. «Kleine Erschütterungen erfordern wir, um die Risse im Felsblock zu erzeugen. Grössere Vibration gilt es hinwieder tunlichst zu vermeiden», erklärt Wiemer. Die Erkenntnisse aus dem BedrettoLab fliessen nun in die Planung des Geothermie-Pilotkraftwerks in jener Gemeinschaft Haute-Sorne, Kanton Juristik, ein. Zusammen mit diesem Projekt übernehmen ETH-Wissenschaftler:medial im Auftrag des Kantons wenn schon die seismische Überwachung.
Sensoren in den Bohrlöchern übertragen in Echtzeit grosse Mengen an seismologischen und hydraulischen Fakten an die Forschenden. Ein speziell entwickeltes Maschine-Learning-Schema berechnet basierend darauf laufend, wie viele Vibration reichlich einem bestimmten Schwellwert zu erwarten sind, sollte die geplante Stimulation fortgeführt werden. Drohen Grenzwerte überschritten zu werden, schlägt dasjenige System umgehend Notruf und macht Vorschläge dazu, welche Anpassungen gemacht werden zu tun sein, damit keine grösseren Erschütterungen sichtbar werden.
Wiemer betont, dass die Ausgangsstellung für jedes EGS ein ganz andere ist qua noch vor 20 Jahren. «Heute nach sich ziehen wir sehr gute Kontrollmechanismen. Dies dank einer verbesserten Datenerhebung und den Möglichkeiten jener KI, enorme Datenvolumen in Echtzeit zu verarbeiten. Damit lassen sich Risiken besser verstehen und minimieren, hinwieder nicht ganz ausschliessen», sagt Wiemer.
Back-up-Power aus jener Muttererde
Martin Saar ist Professor für jedes Geothermische Schwung und Geofluide im Departement jener Erd- und Planetenwissenschaften an jener ETH Zürich. Er und seine Menge forschen ebenfalls daran, wie man geothermische Systeme verbessern kann. Derbei verfolgen sie eine innovative Idee: Statt mit Einpressen von Wasser Risse im Gestein zu erzeugen, planen sie ganze geschlossene Rohrsysteme tief in den Untergrund zu bohren.
Dies funktioniert unabhängig von jener Wissenschaft vom Aufbau der Erde und beinhaltet lediglich die üblichen, minimalen Erdbebenrisiko von Untergrundbohrungen. Durch die Rohre soll dann nicht Wasser, sondern CO₂ zirkulieren, welches den Wirkungsgrad des geothermischen Kraftwerkes erhoben. Im tiefen Untergrund erwärmt sich dasjenige CO₂, dehnt sich aus und steigt unumschränkt aufwärts, wo es unverblümt in einer Turbine expandiert wird, um Strom zu erzeugen. Da ebendiese sogenannten deep closed-loop Advanced Geothermal Systems (AGS) verknüpfen geschlossenen Schaltschema darstellen, nach sich ziehen sie nil operativen CO₂-Emissionen.
AGS könnten in Zeiten ohne Sonne und Wind eine zuverlässige Energiequelle offenstehen und qua «Sicherheitskopie-Power» fungieren. «Auf Grund des steigenden Strombedarfs im Winter könnten AGS eine klimafreundliche Weitere zu CO₂-intensiven Reservegaskraftwerken sein, die derzeit diskutiert werden», so Saar.
Ein Nachteil sind heute jedoch noch die hohen Bohrkosten. Doch es besteht Hoffnung, denn die Wert von traditionellem Rotary-Bohren konnten in den letzten Jahren signifikant gesenkt werden. Zudem wird weltweit, wenn schon in Saars Menge, an modernen, kontaktlosen Bohrverfahren gearbeitet, wie mit Glänzen oder Mikrowellen, welches die Wert des Tiefbohrens zukünftig immens verringern könnte.
CO₂ unendlich speichern und taktgesteuert Schwung Vorteil verschaffen
Eine weitere Gattung jener Tiefengeothermie sind die sogenannten Kohlenstoffdioxid-Plume Geothermal (CPG) Systeme, welche Saars Forschungsteam 2009 getürkt hat und patentieren liess. Saar beobachtete, dass schon in vergangener Zeit immer mehr Staaten daran wissbegierig waren, CO₂ unendlich in geologischen Reservoiren zu speichern, um jener globalen Klimaerwärmung zu begegnen: «Selbst habe mich in vergangener Zeit gefragt, wie es wäre, wenn wir dieses CO₂ nicht nur in den Untergrund pumpen und unendlich speichern, sondern es temporär wieder hochholen und zur Wärme- oder Stromproduktion nutzen könnten».
Dies CO₂, dasjenige zur Speicherung in tiefere Erdschichten eingebracht wird, erwärmt sich und strömt nachdem oben. Dort treibt es eine Turbine an, kühlt ab und fliesst wieder hinab – ein geschlossener Schaltschema, jener sicherstellt, dass was auch immer CO₂ langfristig im tiefen Untergrund gespeichert wird. Durch den Hinterlegung von CO₂ anstelle von zähflüssigerem Wasser qua Energieträger kann die Wärmegewinnung, und damit die Stromproduktion, zudem um dasjenige Zwei- solange bis Dreifache gesteigert werden. Ein weiterer Vorteil: In Folge dessen, dass dem CO₂ Wärme entzogen wird, passt wiederum mehr davon in dasjenige Reservoir im Untergrund.
In Zusammenarbeit mit Industriepartnern wie Shell, Petrobras, Holcim und Ad Terra Energy wird dasjenige CPG-Kurs weiter vorangetrieben. Dies CPG-Konsortium, dasjenige 2023 gegründet wurde und vom Bundesamt für jedes Schwung unterstützt wird, evaluiert derzeit verschiedene Standorte für jedes eine erste Pilotanlage, um die technische Machbarkeit in einem kommerziellen Massstab nachzuweisen.
