Die tiefe Geothermie könnte ein Viertel des Wärmebedarfes in Deutschland decken. Schon heute nutzen Betreiber erfolgreich tiefe Thermalwasserbrunnen wie beispielsweise im Großraum München, Paris oder den Niederlanden. Regelmäßig lagern die mineralreichen Wässer aber Ausfällungen an Bohrloch- sowie Rohrwandungen ab, worauf die Effizienz der Anlagen merklich sinkt. Die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien IEG, Cottbus/Bochum, entwickelt eine Reinigungstechnik, die solche Ausfällungen unter minimalem Anlagenstillstand auch bei hohen Temperaturen aus den Bohrungen austrägt. Das BMWE Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, Berlin, fördert jetzt das Projekt ROSIGER mit rund 3 Mio. Euro.
„Durch leicht anwendbare Technologie wollen wir die Effizienz der geothermischen Energiegewinnung steigern“, erklärt Volker Wittig, Projektleiter am Fraunhofer IEG. Die zuverlässige Integration der Energieform Geothermie in den europäischen Energiemarkt hilft laut V. Wittig, Wertschöpfung zukunftsfest und regional zu gestalten. Ausfällungen aus heißem Thermalwässern entsprechen bekannten Phänomenen wie Tropfsteinen in Höhlen, Sintern an Wasserquellen, Kalkflecken am Fenster oder dem sprichwörtlichen „verkalkten Heizstab“ von Spül- und Waschmaschine: Gelöste Bestandteile des Wassers werden zum Feststoff, wenn sich Temperatur oder Druck ungünstig ändern. In technischen Anlagen wie Waschmaschinen oder geothermischen Heizwerken können sie die Funktion und Effizienz beeinträchtigen und somit Wartungs- und Ersatzteilkosten verursachen. Die Entfernung mit klassischen Methoden führt zu Ausfallzeiten und Stillständen des Betriebes.
Ziel von ROSIGER ist die Entwicklung eines kontinuierlich laufenden, sicheren und wirtschaftlichen Verfahrens zur Entfernung mineralischer Ablagerungen in tiefen Geothermiebohrungen. Bei der sogenannten „Aufwältigung“ werden Bohrungen, die sich durch mineralische Ablagerungen verengt haben, im Grunde erneut »aufgebohrt« – aufgrund von Bedarf an Zeit, Material und Personal und ein teures und aufwendiges Verfahren. Zentral im Projekt ROSIGER ist die sogenannte „Coiled-Tubing“-Technologie. Klassischer weise nutzt man ein starres, fortlaufend zu verschraubendes Bohrgestänge, um Werkzeuge im Bohrloch zu platzieren und zu betreiben. Im „Coiled-Tubing“ wird kontinuierlich ein flexibles, aufgewickeltes Stahlrohr oder ein Flexschlauch eingesetzt – mittlerweile auch in großkalibrigen Bohrungen. Der Aufwand für den kontinuierlichen Betrieb der Technologie und die eigentliche Aufwältigung der Geothermiebohrungen sinkt deutlich. Im Idealfall lässt sich zukünftig der Ab- und Austrag von Ablagerungen sogar in den laufenden Betrieb der Geothermieanlage integrieren.
Im Projekt werden die effizientesten und am besten kombinierbaren Abtrags- und Austragsmethoden von mineralischen Ablagerungen identifiziert und auf ihre Kompatibilität bezüglich „Coiled-Tubing“-Technik hin getestet. Labortests dazu am Fraunhofer IEG dienen der Bewertung und Optimierung einzelner Komponenten. Im Rahmen zweier aufeinander aufbauenden Feldtests wird der Erfolg des Gesamtverfahrens in geothermischen Tiefbohrungen evaluiert. Die Erfolgskontrolle geschieht durch detaillierte Auswertung von Bohrlochmessungen und technische und wirtschaftliche Kennzahlen – wie Abtragseffizienz, Reinigungsdauer, Zuverlässigkeit und weiteren – die abschließend mit dem Stand der Technik verglichen werden, um Fortschritt, Effektivität und Wirtschaftlichkeit des neuen Verfahrens zu beurteilen.
Das entwickelte Verfahren könnte weitergehend die Marktstandards für Tiefbohrungen verändern. Es eröffnet Möglichkeiten für deutliche Kosteneinsparungen und langfristig hohe Produktionsraten. Das Verfahren wird beispielhaft im geologischen Untergrund des Malms, einer Kalkgesteinsschicht in Bayern, erprobt, kann jedoch auch in allen anderen Geologien angewendet werden. Neben der Beseitigung von mineralischen Ablagerungen an den Rohrwänden und im Bohrloch soll die Technik auch künftig für generelle Aufwältigungen wie der Entsandung von Bohrungen, Entfernung von Blockaden durch Salzablagerungen und weitere Arbeiten einsetzbar sein.
Das Verbundvorhaben „ROSIGER – Removal Of Scaling in deep GEothermal wells without Reservoir interference/Effiziente, kontinuierliche Entfernung von mineralischen Ablagerungen in tiefen geothermischen Bohrlöchern ohne Beeinträchtigung des Reservoirs“ wird über den Projektträger Jülich vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms „Geothermische Energie“ für 3 Jahre mit rund 3 Mio. Euro gefördert. Partner im Vorhaben sind die Stadtwerke München GmbH. Auf das Teilvorhaben REMOVE der Fraunhofer IEG entfallen 800.000 Euro. Das Verbundvorhaben baut auf dem Vorgängerprojekt ROSIG auf.
