Hot-Dry-Rock-Verfahren

Das Hot-Dry-Rock-Verfahren (HDR-Verfahren) findet im Bereich der Tiefengeothermie Anwendung und zählt zu den petrothermalen Verfahren. Petrothermale Systeme sind im Gegensatz zu hydrothermalen Systemen nicht an das Vorkommen von Wasser oder Klüften im Reservoirgestein gebunden.

Beim HDR-Verfahren wird Wasser mit hohem Druck über eine sogenannte Injektionsbohrung in bis zu etwa 4.000 Meter tief liegende, rissige Gesteinsschichten gepumpt. Das injizierte Wasser wird zum Teil mit Zusatzstoffen versetzt, um beispielsweise Klüfte zu reinigen und diese effizient offen zu halten. Durch das Einpressen des Wassers mit hohem Druck weiten sich die Risse in den Gesteinsschichten aus. Diese hydraulische Stimulation wird eingesetzt, um die Kontaktfläche zwischen Gestein und Wasser zu vergrößern, wodurch ein guter Wärmeübergang und eine hohe Förderrate ermöglicht werden. Das eingepresste Wasser erhitzt sich im Gestein auf bis zu 200 °C.

Über eine oder mehrere weitere Bohrungen wird das erhitzte Wasser wieder an die Oberfläche gefördert. Diese Bohrung wird als Förderbohrung bezeichnet und liegt bis zu einem Kilometer von der Injektionsbohrung entfernt. An der Oberfläche wird das heiße Wasser durch einen Wärmeübertrager abgekühlt. Das kalte Wasser wird anschließend über die Injektionsbohrung zurück ins Erdreich gepumpt, wo es sich erneut aufheizt. Das warme Wasser aus dem Wärmeübertrager wird mithilfe entsprechender Verfahren wie dem Organic Rankine Cycle zur Stromerzeugung eingesetzt.

Die erste Versuchsanlage wurde 1974 in Los Alamos in den USA errichtet. In Island werden mehrere Kraftwerke mit dem Hot-Dry-Rock-Verfahren betrieben. In Australien ist seit 2001 ebenfalls eine kommerzielle Anlage installiert und in Frankreich wird seit 1997 ein Pilotprojekt in der Stadt Soultz-sous-Forêts durchgeführt.

Ein Risiko des HDR-Verfahrens ist, dass während der Bohrphase durch das Eindringen von Wasser in die Gesteinsschichten Erderschütterungen hervorgerufen werden können. Dies trat Ende 2006 bei einem Pilotprojekt in Basel ein, woraufhin das Projekt aufgegeben wurde.

Synonym(e):

Hot-Fractured-Rock-Verfahren, Enhanced-Geothermal-System

Englische Übersetzung(en):

hot-dry-rock system