Es knackt im Labor der TU Dresden als der neue Bohrkopf wenige Zentimeter über der Granitplatte schwebt und der Strom angeschaltet wird. 300.000 Volt springen auf den Stein über, Gesteinssplitter platzen ab und rieseln langsam auf den Boden der Plastikwanne, in der die Steinplatte liegt. Mit Hilfe von Hochspannung wollen die Wissenschaftler die Bohrung nach Erdwärme revolutionieren, erklärt Matthias Reich, Professor für Bohrtechnik an der Bergakademie Freiberg. Er hat an dem neuen Bohrkopf mitgearbeitet.
"Es ist eine Explosion, es ist ein Blitz, der sich zwischen zwei Elektroden bewegt, durch Hochspannung hervorgerufen. Und dieser Blitz sucht sich den Weg des geringsten Widerstands. Wir stellen den Bohrprozess so ein, dass der kürzeste Weg für den Blitz durch das Gestein ist. Das heißt der Blitz schlägt durch das Gestein und entwickelt da für Sekundenbruchteile eine ungeheure Hitze. Und diese Hitze führt dazu, dass diese Gesteinsbröckchen abplatzen. Und so erfolgt die Bohrung, so wird das Gestein kaputt gemacht."
Von dem neuen Bohrer erwarten die Wissenschaftler zwei entscheidende Vorteile: Er soll mit vier Metern pro Stunde doppelt so schnell durch Hartgestein wie Gneis oder Granit bohren, wie konventionelle Bohrer. Und weil er das Gestein nicht wegraspelt sondern wegsprengt, nutzt sich der Bohrer kaum ab. Während die Rollenmeißel, die zur Zeit im Einsatz sind, nur 50 Stunden bohren können bevor sie stumpf werden, soll der neue Bohrer mit dem Elektro-Impuls-Verfahren 500 Stunden ohne Pause im Einsatz sein. So wollen die Forscher 30 Prozent der Bohrkosten einsparen und damit der Geothermie auf die Sprünge helfen, erklärt Projektleiter Erik Anders von der TU Dresden.
"Wir hoffen, dass es einen Schub bringt, erstens in Sachen Geothermiebohrung selbst, und zweitens, wenn man Kosten spart, sinkt auch das Risiko für eine Bohrung, das Banken oder Investoren tragen müssen. Dadurch wird die Technologie attraktiver, und was wichtig ist, die Stromentstehungskosten sinken auch. Und das merkt dann hoffentlich am Ende auch der Verbraucher."
Unbegründet ist die Hoffnung nicht, denn inzwischen können auch in den Gegenden Erdwärme-Kraftwerke gebaut werden, die sich vor ein paar Jahren dafür noch nicht eigneten. Während früher die Erdwärme-Kraftwerke auf unterirdische heiße Quellen angewiesen waren, können sie nun die Wärme direkt aus dem heißen Gestein im Erdinneren gewinnen, erklärt Karsten Krätzschmar, Hochspannungsingenieur an der Technischen Universität Dresden.
"Ich brauche halt nicht unbedingt dieses heiße Wasser. Das war früher so, ich brauche eine Fündigkeit. Man muss das heiße Wasser finden, um es anzuzapfen, und man kann das so in Regionen nutzen, wo das eigentlich nicht vorhanden ist. Weil wir so tief bohren können, zum gleichen Preis oder günstiger, im Gegensatz zu anderen Verfahren."
Das Problem jedoch ist, dass diese Regionen unter der Erde inmitten von Hartgestein liegen, das konventionelle Bohrer nur schwer zerstören können. Der neue Bohrer mit dem Elektro-Impuls-Verfahren soll da Abhilfe schaffen. Theoretisch können so überall kleine Erdwärme-Kraftwerke für den regionalen Verbrauch entstehen. Das Bundesumweltministerium hat das Potential dieser Technik erkannt und fördert sie deshalb intensiv. Auch der neue Bohrer entstand mit deren Hilfe. Nun müssen die Wissenschaftler zeigen, dass ihre Erfindung auch in der Praxis funktioniert. Die geeigneten Materialien, die die Backofenhitze und hundertfachen Atmosphärendruck in der Tiefe aushalten, müssen dafür noch gefunden werden. Erik Anders und seine Kollegen werden deshalb noch weitere fünf Jahre arbeiten, bis sie den ersten Prototypen ins Bohrloch schicken können. Interessenten aus der Wirtschaft gibt es bereits.
"Es ist eine Explosion, es ist ein Blitz, der sich zwischen zwei Elektroden bewegt, durch Hochspannung hervorgerufen. Und dieser Blitz sucht sich den Weg des geringsten Widerstands. Wir stellen den Bohrprozess so ein, dass der kürzeste Weg für den Blitz durch das Gestein ist. Das heißt der Blitz schlägt durch das Gestein und entwickelt da für Sekundenbruchteile eine ungeheure Hitze. Und diese Hitze führt dazu, dass diese Gesteinsbröckchen abplatzen. Und so erfolgt die Bohrung, so wird das Gestein kaputt gemacht."
Von dem neuen Bohrer erwarten die Wissenschaftler zwei entscheidende Vorteile: Er soll mit vier Metern pro Stunde doppelt so schnell durch Hartgestein wie Gneis oder Granit bohren, wie konventionelle Bohrer. Und weil er das Gestein nicht wegraspelt sondern wegsprengt, nutzt sich der Bohrer kaum ab. Während die Rollenmeißel, die zur Zeit im Einsatz sind, nur 50 Stunden bohren können bevor sie stumpf werden, soll der neue Bohrer mit dem Elektro-Impuls-Verfahren 500 Stunden ohne Pause im Einsatz sein. So wollen die Forscher 30 Prozent der Bohrkosten einsparen und damit der Geothermie auf die Sprünge helfen, erklärt Projektleiter Erik Anders von der TU Dresden.
"Wir hoffen, dass es einen Schub bringt, erstens in Sachen Geothermiebohrung selbst, und zweitens, wenn man Kosten spart, sinkt auch das Risiko für eine Bohrung, das Banken oder Investoren tragen müssen. Dadurch wird die Technologie attraktiver, und was wichtig ist, die Stromentstehungskosten sinken auch. Und das merkt dann hoffentlich am Ende auch der Verbraucher."
Unbegründet ist die Hoffnung nicht, denn inzwischen können auch in den Gegenden Erdwärme-Kraftwerke gebaut werden, die sich vor ein paar Jahren dafür noch nicht eigneten. Während früher die Erdwärme-Kraftwerke auf unterirdische heiße Quellen angewiesen waren, können sie nun die Wärme direkt aus dem heißen Gestein im Erdinneren gewinnen, erklärt Karsten Krätzschmar, Hochspannungsingenieur an der Technischen Universität Dresden.
"Ich brauche halt nicht unbedingt dieses heiße Wasser. Das war früher so, ich brauche eine Fündigkeit. Man muss das heiße Wasser finden, um es anzuzapfen, und man kann das so in Regionen nutzen, wo das eigentlich nicht vorhanden ist. Weil wir so tief bohren können, zum gleichen Preis oder günstiger, im Gegensatz zu anderen Verfahren."
Das Problem jedoch ist, dass diese Regionen unter der Erde inmitten von Hartgestein liegen, das konventionelle Bohrer nur schwer zerstören können. Der neue Bohrer mit dem Elektro-Impuls-Verfahren soll da Abhilfe schaffen. Theoretisch können so überall kleine Erdwärme-Kraftwerke für den regionalen Verbrauch entstehen. Das Bundesumweltministerium hat das Potential dieser Technik erkannt und fördert sie deshalb intensiv. Auch der neue Bohrer entstand mit deren Hilfe. Nun müssen die Wissenschaftler zeigen, dass ihre Erfindung auch in der Praxis funktioniert. Die geeigneten Materialien, die die Backofenhitze und hundertfachen Atmosphärendruck in der Tiefe aushalten, müssen dafür noch gefunden werden. Erik Anders und seine Kollegen werden deshalb noch weitere fünf Jahre arbeiten, bis sie den ersten Prototypen ins Bohrloch schicken können. Interessenten aus der Wirtschaft gibt es bereits.