HYDROISOTOP GmbH
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Geothermische Ressourcen

Die Erde verfügt über einen nahezu unerschöpfliches Potential an Wärme: 99 Prozent sind heißer als 1.000 °C - nur 0,1 Prozent kälter als 100 °C. Unter der dünnen Erdkruste, auf der wir leben, folgt der Erdmantel und in der Mitte der Erde befindet sich der flüssige Erdkern.

An zahlreichen Orten der Erde, wie in Island oder im toskanischen Larderello, treten oberflächlich heiße Quellen auf, die zur Produktion von Strom und Wärme genutzt werden: geothermische Energie.

Doch auch in Deutschland kann die geothermische Energie nutzbar gemacht werden. Zwei unterschiedliche Verfahren nutzen heißes Wasser zur Wärme- bzw. Stromproduktion:

Hydrogeothermie:

Abb. 1: Schema für hydrogeothermische Energiegewinnung (Quelle: Herrenknecht Vertical GmbH in: fesa e.V. (2005): Geothermie am Oberrhein).
  • Thermalwasser wird aus unterirdischen Grundwasserleitern gefördert
  • Zur Stromerzeugung sollte das geförderte Grundwasser Temperaturen heißer als 100 °C aufweisen und die Förderate sollte 50 L/s übersteigen
  • Im heißen Grundwasser sind Mineralien gelöst, die bei Druck- und Temperaturänderungen ausfallen oder zu Korrosion führen können

 

Hot-Fractured-Rock-Verfahren:

Abb. 2: Schema für Energiegewinnung mit dem HFR-Verfahren (Quelle: Herrenknecht Vertical GmbH in: fesa e.V. (2005): Geothermie am Oberrhein).
  • In zwei Bohrungen bis ca. 5.000 m wird mit hohem Druck Wasser verpresst um Risse im Gestein aufzuweiten
  • Idealerweise entsteht eine Verbindung zwischen beiden Bohrungen - ein unterirdischer Wärmetauscher
  • So kann Wasser, das über eine Bohrung verpresst wird, über die zweite Bohrung wieder an die Oberfläche gefördert werden
  • Bei Temperaturen von 150 bis 200 °C und hohen Förderraten wird unter anderem Strom erzeugt

 

Geothermische Reservoire

Geothermie ist eine Energieform mit Zukunft. Die Vorteile liegen auf der Hand: Regenerativ und grundlastfähig, unabhängig von klimatischen Schwankungen, Jahres- und Tageszeiten, garantiert die Geothermie eine kontinuierliche Energieversorgung. Grundlage für einen erfolgreichen Langzeitbetrieb ist ein gut erkundetes Reservoir sowie dessen Schutz. Dies beruht jedoch nicht allein auf der Bestimmung der Basisparameter - Förderrate und Temperatur - sondern auch einer eingehenden Charakterisierung des geothermischen Mediums Wasser.


  Abb. 3: Profilskizze verschiedener Tiefengrundwässer in unterschiedlichen Gesteinsschichten.

Für eine langfristige Nutzung einer geothermischen Anlage ist ein Thermalwassersystemverständnis und eine Reservoircharakterisierung unersetzlich.

Thermalwassersystemverständnis:

  • hydrochemische Zusammensetzung
  • Herkunftsbestimmung
  • Wasser-Gestein-Gas-Wechselwirkungen
  • Bildungsbedingungen
  • Alterszusammensetzung
  • Cross-Formation-Flow
  • Fließregime

Reservoircharakterisierung:

  • Reservoirgröße und Nutzbarkeit
  • mögliche Systemveränderungen
  • wechselseitige Beeinflussungen
  • Radioaktivität
  • Korrosion
  • Ausfällungen
  • Havarieprävention

Hydrochemische Untersuchungen des Wassers, anhand der Kationen- und Anionenzusammensetzung, dient der Bestimmung der Reservoircharakteristik und einer Ableitung der Wechselwirkungen zwischen Wasser und Gestein.

Gasphysikalische Untersuchungen von z.B. Kohlenstoffdioxid, Schwefelwasserstoff, Stickstoff oder Methan, geben einen Fingerprint verschiedener geothermischer Anlagen.

Isotopenhydrologische Methoden anhand von Sauerstoff-18-Deuterium lassen eine Charakterisierung der Bildungsbedingungen zu. Klimainformationen, Altersbestimmung und Wasser-Gestein-Gas-Wechselwirkungen können durch Isotopenanalysen ableitet werden.

Der Grundwasserchemismus ist als herkunftsspezifischer Fingerprint für geothermische Erschließungen unersetzlich.

Akkredierung nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005

Durch die DAkkS nach DIN EN ISO 17025 akkreditiertes Prüflaboratorium
Die Akkreditierung bezieht sich auf die in der Anlage genannten Prüfverfahren

Workshop

Am 19./20.Oktober 2017 veranstaltet die Hydroisotop GmbH einen Workshop zum Thema „Isotope im Grundwasser“.