Es kommt nicht oft vor, dass eine Idee, die anfangs als fehlgeschlagen gilt, letztendlich als Durchbruch gewürdigt wird. Genau dies geschah jedoch, als vor fünf Jahren ein Team von Wissenschaftlern in Island tief in die Erdkruste bohrte und auf geschmolzenes Gestein stieß. Es war nicht nur nicht das, wonach sie zu der Zeit suchten, sondern es bedeutete auch, dass sie ihre Suche nach einem Reservoir aufgeben mussten, das angeblich eine Form von Wasser enthielt, das so heiß war, dass es irgendwo zwischen einer normalen Flüssigkeit existierte und ein Gas.
Die Auswirkungen der Aufdeckung einer derart energiedichten Flüssigkeit wären gewaltig gewesen. Wasser, das auf einen "überkritischen" Zustand mit Temperaturen von bis zu 1.100 Grad Celsius erhitzt wurde, ist nur bei ausreichendem Druck- und Wärmeaufbau möglich. Das Labor ist ein Ort, an dem Wissenschaftler solche Bedingungen nachstellen konnten. Aber wenn es natürlich irgendwo produziert würde, wäre eine eisige geothermische Brutstätte wie Island eine gute Wette, so die Überlegung.
In mehr als einem Jahrzehnt haben die isländische Regierung und ein internationales Konsortium von Energieunternehmen und Wissenschaftlern über 22 Millionen US-Dollar investiert, um herauszufinden, ob es möglich ist, eine potenziell reichlich vorhandene Ressource zu erschließen, die zehnmal so viel Energie enthält wie diese erhitzter Dampf. Die Hoffnung war, dass Geothermie-Anlagen eines Tages diese immense, aber saubere Energiequelle nicht nur an lokale Haushalte und Unternehmen, sondern auch an Länder wie England und andere von Kohle und Gas abhängige Nationen in der Nähe leiten können.
So war das Island-Tiefbohrprojekt zum Teil darauf ausgerichtet, die winzige Vulkaninsel mit rund 320.000 Einwohnern als Hauptlieferanten für erneuerbare Energien zu positionieren. Was den erfolglosen Bohrvorgang jedoch besonders demoralisierend machte, war der Zeitpunkt, zu dem er inmitten einer tiefen Wirtschaftskrise auftrat. Mit dem baldigen Zusammenbruch des Zentralbankensystems des Landes war der einfache Zugang zu einer praktisch unbegrenzten Versorgung mit Erdwärme, die 90 Prozent der Haushalte versorgte, einer der wenigen verbliebenen Reichtümer, von denen die Beamten glaubten, dass sie zu einer Erholung beitragen könnten.
Dennoch stellte sich ein versehentliches Aufschlagen von Magma im Untergrund nicht als Totalverlust heraus, wie die Forscher später herausfanden. Am Grund eines Vulkans brennt in geschmolzenem Gestein gefangene Wärme bei konstanten 900 bis 1000 Grad Celsius. Dies ist wichtig, da ein Großteil der Wirksamkeit der viskosen Substanz verloren geht, sobald sie in Form von Lava aus der Spitze eines Vulkans austritt. Die Atmosphäre übt einen Kühleffekt aus, der die Zusammensetzung des geschmolzenen Gesteins erheblich verändert. Das Problem war nun, dass auffallendes Magma so selten vorkommt (es ist nur einmal in Hawaii vorgekommen), dass die Forscher nicht viel Gelegenheit hatten, eine zuverlässige Methode zu finden, um das enorme Potenzial des Magmas auszuschöpfen. Um nutzbare Energie zu gewinnen, mussten sich zunächst die Wasserreserven am Standort ansammeln. In diesem Fall müsste das IDDP-Team ein System entwickeln, das sowohl robust als auch in der Lage ist, Dampf aus dem Bohrloch zu ziehen.
In einem überraschenden Bericht, der in der Zeitschrift Geothermics veröffentlicht wurde, haben die Forscher genau beschrieben, wie sie dies geschafft haben. Als das IDDP-Team unter der Leitung des Geologen Guðmundur Ó ein natürliches Regenwasserreservoir entdeckte, das im Laufe der Zeit in die Spalten direkt über dem Magmastrom sickerte. Friðleifsson war in der Lage, ein speziell angefertigtes Transportsystem zu testen, mit dem die heiße Flüssigkeit beim Aufsteigen abgeführt werden kann. Laut The Conversation sind es die Wissenschaftler haben sich ihr sogenanntes magmaverstärktes Geothermiesystem ausgedacht:
Dies bedeutete, eine Stahlhülle in den Brunnen zu zementieren, eine mit einem perforierten Abschnitt am Boden, der dem Magma am nächsten war. Im Bohrloch konnte sich langsam Wärme aufbauen, und schließlich strömte für die nächsten zwei Jahre überhitzter Dampf durch den Brunnen.
[Wilfred] Elders [ein Geologe an der University of California in Riverside und Mitautor des Papers] sagte, der Erfolg der Bohrungen sei „gelinde gesagt erstaunlich“ und fügte hinzu: „Dies könnte zu einer Revolution in der USA führen Energieeffizienz von Hochtemperatur-Geothermieprojekten in der Zukunft. “
Der überhitzte Dampf, der an die Oberfläche gebracht wurde, wurde bei über 450 Grad Celsius aufgezeichnet - weit entfernt von überkritischen Flüssigkeiten, aber den Autoren zufolge immer noch die höchste Temperatur, bei der mit Dampf erzeugter Strom erzeugt wurde. Geothermische Anlagen, die zur Dampferzeugung Wasser in unterirdische Brunnen pumpen, erzeugen Strom bei Temperaturen von etwa 180 Grad Celsius. Die in einer Anlage erzeugte Elektrizitätsmenge hängt von einer Reihe von Variablen ab, darunter, wie viel Wasser pro Minute erwärmt und geleitet wird und wie effizient das System diese Energie in Elektrizität umwandelt. Allein der Brunnen mit einer potenziellen elektrischen Leistung von 36 Megawatt erzeugt mehr als die Hälfte der Gesamtleistung der 33 Bohrlöcher im nahe gelegenen Kraftwerk Krafla und kann zu jedem Zeitpunkt rund 9.000 Haushalte mit Strom versorgen. Im Vergleich zu 660-Megawatt-Kohlekraftwerken verblasst es jedoch immer noch etwas.
Was kommt als nächstes? Nun, es gibt keine bestätigten Angebote für den Bau einer Erdwärmestation auf dem Brunnen - zumindest noch nicht. Die Tatsache, dass Wissenschaftler über einen vulkanischen Stoff Strom erzeugen konnten, sollte jedoch als ermutigendes Zeichen gewertet werden. Sie haben auch ihr exotischeres Streben nach diesen schwer fassbaren Taschen mit überkritischer Flüssigkeit nicht aufgegeben. Das Team hat bereits einen Standort im Südwesten Islands für die nächste Projektphase markiert. IDDP-2, das für Ende dieses Jahres geplant ist, soll ein fünf Kilometer tiefes Bohrloch auf der Suche nach noch heißeren Energiequellen bohren.
