Billige Energie aus der Erde - Quaise Energy will mit Kernfusionstechnik superheiße Gesteinsschichten erreichen

Geothermie, die Erdwärme, ist eine riesige Energiequelle, direkt unter unseren Füßen. Sie auf breiter Front zu nutzen, scheitert bisher primär an den Kosten. Geothermiebohrungen in die Erde müssen oft große Tiefen erreichen, damit wirtschaftlich Energie an die Oberfläche geholt werden kann. Dabei geht es auch durch sehr harte Gesteinsschichten.

Seit Jahren gibt es verschiedene Ansätze, wie man durch das Hartgestein bohren könnte, um heiße Erdschichten zu erreichen. Hier soll Wasser auf über 375 °C erhitzt werden, um wirtschaftlich Energie zu erzeugen. Das Problem: Diese Schichten liegen in großen Tiefen. 5 bis 20 Kilometer tief müssten die Bohrlöcher sein. Aber bei diesen Temperaturen gehen die typischen Bohrmeißel im Hartgestein schnell kaputt. Das Wechseln der Werkzeuge an der Spitze des Bohrstrangs dauert so irgendwann länger als der eigentliche Bohrvorgang. Da immer wieder das gesamte Bohrgestänge gezogen werden muss.

Es existieren diverse Forschungsprojekte, die darauf abzielen, das Gestein mittels Strom, Radiowellen oder anderen Energieformen zu zerstören, anstatt es mechanisch zu zersetzen. Während es um das Elektro-Impuls-Verfahren, welches unter anderem an der TU Bergakademie Freiberg entwickelt wurde, in den vergangenen Jahren ruhig geworden ist, hat ein amerikanisches Unternehmen eventuell die Lösung gefunden, um schnell in große Tiefen vorzustoßen. Dies könnte letztlich dafür sorgen, dass Strom aus Geothermie genauso günstig wird wie Strom aus anderen erneuerbaren Energien etwa Solar oder Wind. Aktuell liegen die Erzeugerkosten bei Geothermie eher in dem Bereich von Atomkraft.

Quaise Energy gab bekannt, an einem Teststandort in Texas eine Tiefe von 100 Metern mit dem eigens entwickelten Millimeterwellen-Bohrsystem erreicht zu haben. Das nutzt ein leistungsstarkes Gyrotron, eine Technologie, die ursprünglich aus der Fusionsforschung stammt, um Gestein zu schmelzen und zu verdampfen. Das Gestein wird also mit einer Art extrem leistungsfähiger Mikrowelle verdampft. Dabei sitzt die Hardware an der Erdoberfläche und die Mikrowellen werden durch ein spezielles Bohrgestänge geleitet, das eher ein Wellenleiter ist. 

Im Gegensatz zu herkömmlichen Bohrmeißeln, die bei hartem, heißem Gestein wie Granit und Basalt an ihre Grenzen stoßen, ermöglicht die Millimeterwellen-Technologie den Zugang zu superheißem Gestein mit Temperaturen um 400 °C, das typischerweise tief im Erdinneren zu finden ist. Der große Vorteil: Während des gesamten Bohrvorgangs muss das Gestänge nicht gezogen werden, an der Spitze des Bohrstrangs gibt es keine Teile, die kaputtgehen könnten. Zwar ist das Bohren mit dem Gyrotron mit rund fünf Metern pro Stunde langsamer als das rotierende Bohren, das nominal 10 bis 20 Meter schafft. Da beim herkömmlichen Bohren aber oft der Meißel gewechselt werden muss, was lange Stillstandzeiten (Turnaround-Zeiten) verursacht, sinkt die effektive Bohrgeschwindigkeit teils auf nur ein bis zwei Meter pro Stunde. Das neue Verfahren ohne Werkzeugwechsel könnte das Bohren in der Praxis also deutlich beschleunigen und günstiger machen. Damit rückt die Vision von grundlastfähigem Ökostrom aus Erdwärme in greifbare Nähe. Aufbauend auf diesem Erfolg plant Quaise bereits, Ende 2026 ein erstes Kraftwerk in Betrieb zu nehmen.