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Sonntag, 23.07.2017
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Tiefe Löcher für heißes Wasser

Tiefbohranlage speziell für Geothermieprojekte entwickelt

Zu einem Geothermieprojekt gehören immer mindestens zwei Bohrungen in Tiefen bis zu etwa 5.000 Metern. Entsprechend robust und ausgeklügelt müssen die Bohrgeräte sein. Bislang kamen allerdings nur Anlagen zum Einsatz, die ursprünglich für die Erschließung von Erdöl und Erdgas dienten. Nun konnte erstmals eine eigens für geothermische Zwecke entwickelte Anlage erfolgreich getestet werden. Die „HotRock 1“ benötigt nur etwa ein Drittel der Stellfläche bisheriger Bohrplätze und ist äußerst flexibel im Aufbau. Schon bald erfolgt der erste industrielle Einsatz voraussichtlich in Bellheim, Rheinland-Pfalz. Dort soll ein Erdwärmekraftwerk mit 5-6 Megawatt elektrischer Leistung entstehen.
„HotRock1“ aus der Luft

„HotRock1“ aus der Luft

Um aus der Wärme des Untergrundes Strom zu erzeugen, muss sehr tief gebohrt werden. In Regionen wie dem Oberrheingraben, dem bayrischen Molassebecken und dem norddeutschen Becken sind Bohrtiefen von 2.000 bis 5.000 Meter normal. In diesen Tiefen können natürliche geothermische Reservoire, also Wasser führende Schichten, erschlossen werden, die heißer als 120 °C sind. Etwa ab dieser Temperatur macht die Stromerzeugung aus Erdwärme Sinn. Auch die Hot-Dry-Rock-Technik, die die Temperaturen des heißen „trockenen“ Gesteins nutzt, benötigt Bohrungen, die mehr als 4.000 Meter tief sind.

Genug Arbeit für große Geothermiebohranlagen. Doch diese sind wegen des weltweit ständig steigenden Bedarfs auch in Deutschland zurzeit Mangelware. Diesen Missstand soll die bereits im Jahr 2005 gegründete HERRENKNECHT VERTICAL GmbH beseitigen. Ihr Ziel: die Entwicklung einer speziell an die Bedürfnisse geothermischer Bohrungen angepassten Anlage. Nun hat die „HotRock 1“ vom Typ Terra Invader 350 (TI-350) ihre erste Generalprobe mit einer Bohrung von 563 Metern auf dem Werksgelände bestanden. Mit ihren knapp 52 Metern Höhe und 370 Tonnen Gewicht beansprucht die neu konzipierte Anlage nur eine Fläche von 30 x 80 Metern anstelle der sonst üblichen 80 x 100 Meter. Die verschiedenen Anlagenteile der Bohranlage können auf der Grundfläche des Bohrplatzes weitgehend flexibel angeordnet werden.

Projekte nahe am Verbraucher


„HotRock1“

„HotRock1“

Doch was hat das für Vorteile? Geothermische Kraftwerke erzeugen nicht nur Strom, sondern können Verbrauchern auch zusätzlich Wärme zur Verfügung stellen. Dies bedeutet warme Wohnungen, beheizte Schwimmbäder oder auch Wärme für lokale Betriebe und Gewächshäuser aus einer regenerativen Energiequelle. Doch um Leitungsbaukosten zu sparen, muss das Geothermieprojekt möglichst nah beim Verbraucher angesiedelt sein. Der Nachteil: Bohren ist mit Geräusch verbunden und ein Bohrturm braucht viel Platz. Daher wurden bei der Entwicklung des Bohrgerätes stark verbesserte Schallschutzmaßnahmen integriert, so dass der Geräuschpegel in etwa 150 Metern Entfernung nicht höher ist als bei einem Radio oder Fernseher in Zimmerlautstärke. Nah am Verbraucher zu bohren bedeutet zudem meist auch Enge durch angrenzende Bebauung und sogar verwinkelte Flächen. Doch auch dies ist für die „HotRock 1“ durch die kompakte Bauweise kein Problem, betonen die Entwickler der Tiefbohranlage.


Kosten sparen beim Bohren


Die Bohranlage arbeitet mit Strom aus dem öffentlichen Netz und kann zusätzlich mit Generatoren betrieben werden. Die meiste Energie wird dabei zum Pumpen der Bohrspülung benötigt, die unter anderem das Bohrklein an die Oberfläche fördert. Die Pumpenergie ist letztendlich vom Durchmesser des Bohrgestänges abhängig. Daher wurde die Anlage so konzipiert, dass sie mit großen Gestängedurchmessern betrieben werden kann, was zu einer erheblichen Einsparung an Energie und Kosten führt. Da von den Gesamtinvestitionskosten eines Geothermieprojekts die Bohrarbeiten meist mehr als die Hälfte ausmachen, lohnen sich an dieser Stelle Sparmaßnahmen umso mehr. Zu guter Letzt schont der niedrige Energieverbrauch außerdem die Umwelt.

Maximale Sicherheit


Die Handhabung des sperrigen und schweren Bohrgestänges mit Längen bis zu 19 Metern ist natürlich wie auch bei anderen Bohranlagen mit Risiken verbunden. Um eine maximale Arbeitssicherheit zu gewährleisten, wurde daher auf die so genannte Hands-off-Techologie zurückgegriffen. Dazu gehört eine horizontale Lagerfläche von Rohren und Gestänge. Diese werden hier vorab behandelt und verschraubt, bevor sie von einem riesigen hydraulischen Greifer in den Bohrturm gestellt werden. Auf der Bohrplattform werden die Rohre ebenfalls teilautomatisch bedient. Durch die Steuerung vieler Abläufe aus sicherer Entfernung und eine weitgehende Automatisierung muss sich nun kein Personal mehr in der Gefahrenzone aufhalten, was die Arbeitssicherheit erheblich erhöht. Bleibt zu hoffen, dass sich „HotRock 1“ bewährt und damit in Zukunft mehr geothermische Bohrungen nah am Verbraucher ermöglicht.
(Thorsten Weimann (HERRENKNECHT VERTICAL GmbH), 02.02.2007 - AHE)
 
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