
Home Firma Geologie Hydrogeologie Ingenieurgeologie Naturgefahren Altlasten Geothermie Erdwärmesonden Tiefengeothermie Geoinformatik Messgeräte Kontakt Geothermie: Tiefengeothermie Es werden hauptsächlich drei Arten der tiefen Geothermie-Nutzung unterschieden: Hydrothermale Systeme Bei hydrothermalen Systemen werden in grosser Tiefe zirkulierende Thermalwässer angebohrt und über Brunnen gefördert. Nach dem Wärmetausch an der Oberfläche wird das abgekühlte Wasser meist wieder in den Aquifer zurückgegeben. Die Energie kann je nach Temperatur in Form von Wärme oder Strom gewonnen werden. Wichtig sind genaue Kenntnisse über den Grundwasserleiter (Form, Abmessungen) und die Wassertemperatur, damit die mögliche Förderrate und Energiegewinnung abgeschätzt werden kann. Stimulierte, geothermische Systeme Die petrothermale Energiegewinnung mittels Geothermie wird häufig als Hot-Dry-Rock Verfahren (HDR-Systeme) bezeichnet. Mit hydraulischen Stimulationsmaßnahmen werden im trockenen Untergrund Risse und Klüfte erzeugt, in welchen künstlich eingebrachtes Wasser zwischen zwei tiefen Brunnen zirkuliert. Andere Bezeichnungen für dieses Verfahren sind u. a. Hot-Wet-Rock (HWR), Hot-Fractured-Rock (HFR) oder Enhanced Geothermal System (EGS). Mit einer Förder- und Verpressbohrung wird ein geschlossener Wasserkreislauf erzeugt, in dem sich zugeführtes Wasser im heissen Umgebungsgestein erhitzt. Zur Erstellung eines solchen Kreislaufs wird zu Beginn häufig Wasser unter hohem Druck (hydraulische Stimulation) in das Gestein gepresst, so dass neue oder bestehende Fliesswege aufgebrochen bzw. aufgeweitet werden damit sich die Durchgängigkeit und Wärmeübertragungsfläche erhöht. Beim Betrieb einer solchen Anlage wird Wasser durch eine Injektions-/Verpressbohrung in das Kluftsystem eingepresst, erhitzt sich dort und wird mit erhöhter Temperatur anschliessend in einer zweiten Bohrung der sog. Förderbohrung wieder an die Oberfläche gepumpt. Tiefe Erdwärmesonden Die tiefe Erdwärmesonde ist ein geschlossenes System zur Erdwärmegewinnung in grösserer Tiefe, deren Funktionsweise einer oberflächennahen EWS entspricht. In der Regel fliesst ein kaltes Wärmeträgermedium in einem geschlossenen Kreislauf innerhalb einer Bohrung (meist U-Rohr oder Koaxialsonde) nach unten, erhitzt sich im warmen Gestein und gelangt mit erhöhter Temperatur wieder an die Oberfläche, wo es zum Wärmetausch verwendet wird. Gegenüber einem offenen System (HDR-System, siehe oben) besteht der Vorteil, dass kein Kontakt zum Grundwasser entsteht, keine Stimulation des Untergrundgesteins nötig und die Ausführung an fast jedem Standort möglich ist. Die Wärmeentzugsleistung ist aber zu vergleichbaren offenen Systemen aufgrund der kleinen Wärmeübertragungsfläche (nur Mantelfläche der Bohrung) wesentlich kleiner.

Geothermie: Tiefengeothermie

Es werden hauptsächlich drei Arten der tiefen Geothermie-Nutzung unterschieden:

Hydrothermale Systeme

Bei hydrothermalen Systemen werden in grosser Tiefe zirkulierende Thermalwässer angebohrt und über Brunnen gefördert. Nach dem Wärmetausch an der Oberfläche wird das abgekühlte Wasser meist wieder in den Aquifer zurückgegeben. Die Energie kann je nach Temperatur in Form von Wärme oder Strom gewonnen werden. Wichtig sind genaue Kenntnisse über den Grundwasserleiter (Form, Abmessungen) und die Wassertemperatur, damit die mögliche Förderrate und Energiegewinnung abgeschätzt werden kann.

Stimulierte, geothermische Systeme

Die petrothermale Energiegewinnung mittels Geothermie wird häufig als Hot-Dry-Rock Verfahren (HDR-Systeme) bezeichnet. Mit hydraulischen Stimulationsmaßnahmen werden im trockenen Untergrund Risse und Klüfte erzeugt, in welchen künstlich eingebrachtes Wasser zwischen zwei tiefen Brunnen zirkuliert. Andere Bezeichnungen für dieses Verfahren sind u. a. Hot-Wet-Rock (HWR), Hot-Fractured-Rock (HFR) oder Enhanced Geothermal System (EGS).

Mit einer Förder- und Verpressbohrung wird ein geschlossener Wasserkreislauf erzeugt, in dem sich zugeführtes Wasser im heissen Umgebungsgestein erhitzt. Zur Erstellung eines solchen Kreislaufs wird zu Beginn häufig Wasser unter hohem Druck (hydraulische Stimulation) in das Gestein gepresst, so dass neue oder bestehende Fliesswege aufgebrochen bzw. aufgeweitet werden damit sich die Durchgängigkeit und Wärmeübertragungsfläche erhöht. Beim Betrieb einer solchen Anlage wird Wasser durch eine Injektions-/Verpressbohrung in das Kluftsystem eingepresst, erhitzt sich dort und wird mit erhöhter Temperatur anschliessend in einer zweiten Bohrung der sog. Förderbohrung wieder an die Oberfläche gepumpt.

Tiefe Erdwärmesonden

Die tiefe Erdwärmesonde ist ein geschlossenes System zur Erdwärmegewinnung in grösserer Tiefe, deren Funktionsweise einer oberflächennahen EWS entspricht. In der Regel fliesst ein kaltes Wärmeträgermedium in einem geschlossenen Kreislauf innerhalb einer Bohrung (meist U-Rohr oder Koaxialsonde) nach unten, erhitzt sich im warmen Gestein und gelangt mit erhöhter Temperatur wieder an die Oberfläche, wo es zum Wärmetausch verwendet wird. Gegenüber einem offenen System (HDR-System, siehe oben) besteht der Vorteil, dass kein Kontakt zum Grundwasser entsteht, keine Stimulation des Untergrundgesteins nötig und die Ausführung an fast jedem Standort möglich ist. Die Wärmeentzugsleistung ist aber zu vergleichbaren offenen Systemen aufgrund der kleinen Wärmeübertragungsfläche (nur Mantelfläche der Bohrung) wesentlich kleiner.