Die Superstars der Erneuerbaren sind immer Solar- und Windkraft: Kein Wunder, wenn man den Erfolg beider Sektoren betrachtet. Solar- und Windenergie haben jedoch ihre Nachteile. Sie sind noch nicht durchgängig, zuverlässig und universell praktikabel. Energiespeicherung und -transport sind von entscheidender Bedeutung: An beiden Fronten wurden Fortschritte erzielt, aber die Herstellung, Wartung und der Austausch von Batterien sind nach wie vor teuer.
Was wäre, wenn es eine nahezu unbegrenzte Energieversorgung auf der Welt gäbe? Und wenn es „genug“ wäre, Technologien zu entwickeln, die diese Energiequelle nutzen? Wenn das genug wäre, mit einem Wort: Bohren?
Die Antwort ist zu bohren
Die Antwort auf diese Fragen liegt und lag schon immer direkt unter unseren Füßen: Der Kern unseres Planeten ist heißer als die Sonne (auch wenn es etwas abkühlt). Alles, was man braucht, ist tief genug zu bohren, um etwas von seiner Hitze abzugeben.
Das ist zumindest die Absicht, die er hat Quaise-Energie: Das 2018 am MIT gegründete Startup hat kürzlich erhalten 40 Millionen Dollar an neuen Mitteln. Aber um wirklich tief zu bohren, braucht man erst einmal neue Bohrer.
Die Idee
Um das Gestein zu verdampfen, anstatt es zu brechen, ist es notwendig, die traditionellen Spitzen durch Lichtstrahlen im Millimeterwellenbereich zu ersetzen. Diese berührungslosen Bohrer können bis zu 20 km (12 Meilen) in die Erdkruste eindringen, wo das Gestein Temperaturen von über 350 °C (700 Grad Fahrenheit) erreicht. Das Wasser würde in das Loch gesaugt und in Dampf und dann in Energie umgewandelt.
"Wir haben gerade ein Zugriffsproblem", sagt er Carlos Arque, Mitbegründer und CEO von Quaise. "Wenn wir es schaffen, 10 bis 20 Kilometer tief zu bohren, haben wir Zugang zu einer praktisch unendlichen Energiequelle."
Es klingt vielversprechend, aber das Startup muss noch beweisen, dass seine experimentelle Technologie funktioniert. Übrigens, geht das? Gehen wir zunächst einen kleinen Schritt zurück.
Erdwärme meinem Hund erklärt
Geothermie findet wenig Beachtung, da sie von besonderen Bedingungen abhängt. Island zum Beispiel hat sein Stromnetz ausgebaut nahezu 100 % erneuerbar Nutzung von Geothermie und Wasserkraft: Es ist führend in Europa. Aber Island ist ein seltener Fall: eine wunderschöne Insel, die aus Vulkanen und Gletschern besteht, und wenn Feuer und Wasser nahe der Oberfläche aufeinandertreffen, müssen Sie nicht einmal bohren.
Herkömmliche geothermische Anlagen nutzen Dampf, der durch Risse und Spalten im Gestein aufsteigt, um Strukturen zu erhitzen und Turbinen anzutreiben, die Strom erzeugen. Überhaupt nicht einfach und überhaupt nicht selbstverständlich.
Geothermie der neuen Generation
Die neue Geothermie zielt deshalb darauf ab, die richtigen Bedingungen zu schaffen, anstatt sich danach umzusehen. Fortgeschrittene geothermische Systeme (EGS) durchdringen wärmere Gesteine mit weniger natürlichen Spalten und Rissen. Dann brechen sie das Gestein mit Hochdruckflüssigkeiten (eine Technologie aus der Öl- und Gasindustrie, die als „Fracking“ bekannt ist). Ich sagte Fracking und rümpfe schon die Nase.
Zugegebenermaßen weisen EGS-Befürworter darauf hin, dass die für EGS verwendeten Flüssigkeiten sicherer sind und ein geringeres Risiko der Grundwasserverschmutzung darstellen. Das Gleiche gilt für die Risiken der Auslösung seismischer Aktivitäten, da EGS-Systeme kleinere Brüche im Gestein erzeugen würden, wobei ein geringerer Druck als beim Fracking verwendet würde, bei dem Öl und Schiefergas gewonnen werden. Aber meine Zweifel bleiben.
Das Quaise-System ist noch weiter vorne
Die Art von geothermischem System, das Quaise vorschlägt, ist selbst von dem neu entwickelten geothermischen System Lichtjahre entfernt, so das Unternehmen.
Das Bohren in sehr große Tiefen bedeutet, bei höheren Temperaturen auf das Gestein zu treffen. So hoch, dass „superkritisches“ Wasser entsteht. Ein vierter Zustand neben dem festen, flüssigen und gasförmigen Zustand, in dem Wasser 4- bis 10-mal mehr Energie pro Masseneinheit enthält und seine Umwandlung in Strom verdoppelt.
Zusammenfassend: Sie würden mehr Energie erhalten, und Sie würden mehr Strom aus dieser Energie gewinnen. Am wichtigsten ist, dass es überall auf der Welt durchgeführt werden kann.
Dort nach unten zu bohren ist eine Meisterleistung
Je mehr Sie bohren, desto heißer wird das Gestein – ein Vorteil, der seinen Preis hat. Bei herkömmlichen Technologien gibt es einen Punkt, ab dem kein Bohren mehr möglich ist. Einfach, die Elektronik schmilzt und die Bohrer werden buchstäblich abgerissen. Um einen in diesen Tiefen zu ersetzen, könnte es eine Woche dauern, ihn anzuheben, zwei Stunden, um ihn zu ersetzen, und eine weitere Woche, um ihn wieder herunterzubringen.
Die Lösung (nicht so originell oder neu) ist berührungsloses Bohren.
Paul Woskow vom MIT, dessen Forschung den Ansatz von Quaise untermauert, brauchte 10 Jahre, um nur die Physik zu demonstrieren, die in dieser Technologie steckt. Das System zum Bohren, ohne den Fels zu berühren, umfasst einen Strahl von Millimeterwellenenergie, eine elektromagnetische Frequenz im Mikrowellenbereich, die von einem Gyrotron an der Oberfläche erzeugt wird. Der Mikrowellenstrahl wird zusammen mit einem Gas (Stickstoff, Luft oder Argon) in das Bohrloch „geschossen“ und verdampft die Gesteinsschichten bis tief in die Erde. Dann bindet das Gas an das verdampfte Gestein und bringt es wie eine Wolke aus Vulkanasche an die Oberfläche.
Die ersten Tests, das Ergebnis der erhaltenen Zuschüsse, beginnen 2024.
Quaise wird in knapp zwei Jahren mit dieser Methode beginnen und die Tiefe schrittweise erhöhen. Der einzige Engpass ist diese Technik, behauptet das Unternehmen: Alles andere ist fertig, einschließlich der Kraftwerke.
In der Tat könnten aktuelle Kraftwerke „angepasst“ werden, indem in der Nähe gebohrt und fossile Brennstoffe durch geothermische Energie ersetzt werden, mit einem 100- bis 1000-mal geringeren ökologischen Fußabdruck.
So formuliert würde sich das nach der wahren ökologischen Wende anhören. Eine großartige Vision. Sicher, noch früh, aber es verdient viel Aufmerksamkeit.
Der „geologische Motor“ der Erde hat es noch für mindestens eine Milliarde Jahre. Es ist eine Energiequelle, die von überall auf der Welt verfügbar ist.
