Die Forschergruppe iiDEA (Instituto de Ingeniería Desalación y Energías Alternas) ist ein multidisziplinäres Team, das zum Institut für Ingenieurwesen der Autonomen Universität von Mexiko (UNAM) gehört und die Nutzung und Anwendung von geothermischer Energie mit niedriger und mittlerer Enthalpie erforscht. Im Forscherteam sind Experten aus den Bereichen Maschinenbau-, Elektro-, Telekommunikations- und Elektroingenieuren bis hin zu Geologen, Biologen, Physikern, Soziologen, Wirtschaftswissenschaftlern, Metallurgiechemikern und Lebensmittelchemikern beteiligt. Im Falle Mexikos wird Geothermie bisher vorwiegend zur Stromerzeugung und für Thermalbäder eingesetzt. Es gibt einzelne Beispiele für Papierrecycling, Gewächshausbeheizung, Lebensmitteltrocknung, Teichbeheizung für Fischzucht und Gebäudewärme.

Entwicklung und Forschung

Héctor Aviña, Maschinenbauingenieur an der Fakultät für Ingenieurwesen der UNAM, ist der Koordinator von iiDEA. Mit einem Doktortitel in Energie, Entsalzung und Geothermie arbeitet er seit 10 Jahren am Institut für Ingenieurwesen und ist seit 2014 Mitglied von iiDEA. „Der globale Trend geht dahin, die Ressourcen vor Ort zu nutzen. Die Idee ist, den Kunden ganzheitliche Lösungen anzubieten, ihnen zu sagen, wie sie diese nutzen können, zu großen Unternehmen zu gehen und sie zu fragen, ob sie neue Projekte haben, die zur Installation geothermischer Ressourcen geeignet sind.", sagt Aviña.

Das mexikanische Zentrum für Innovation in der Geothermie (Cemiegeo) ist für das Programm "Technologische Entwicklung für die Nutzung von Erdwärme mit niedriger Enthalpie" zuständig. Mit der finanziellen Unterstützung von Cemiegeo leitet die iiDEA-Gruppe mehrere Projekte, darunter eine modulare geothermische Entsalzungsanlage (MGD). Auf Halbinsel Baja California soll demnächst die größte Entsalzungsanlage zur Trinkwassergewinnung in dieser Region getestet werden. Weitere Schwerpunkte sind die geothermischen Lebensmitteltrockner (GFD), sowie die Erzeugung von Energie für weitere industrielle Zwecke. In einem aktuellen Projekt konnte nun das erste eigene Geothermie-Bier gebraut werden.

Lebensmitteltrocknung mit Geothermie

Mexiko ist einer der amerikanischen Hauptproduzenten von Obst und Gemüse, aber etwa 45 bis 50 Prozent davon werden verschwendet, entweder aufgrund einer verlängerten Reifephase oder weil sie nicht rechtzeitig verbraucht werden, so die Daten des Ministeriums für Landwirtschaft, Viehzucht, ländliche Entwicklung, Fischerei und Ernährung. Eine Möglichkeit sie zu konservieren, ist die Dehydrierung.

Dehydrierung hat viele Vorteile und kann der Lebensmittelverschwendung in Mexiko entgegenwirken. Durch den Entzug der Feuchtigkeit aus den Lebensmitteln nimmt das Gewicht und Volumen erheblich ab. Dehydrierte Lebensmittel lassen sich also günstiger lagern und transportieren. Ein weiterer Vorteil ist, dass die dehydrierten Lebensmittel nicht gekühlt werden müssen. "Indem man ihnen so viel Wasser wie möglich entzieht, entzieht man ihnen auch die bakterienbildenden Stoffe, so dass sie nicht nur eine Woche, sondern zwei Jahre haltbar sind", erklärt Aviña.

Vorbild für die Forschung war ein Pilotprojekt zur geothermischen Trocknung im U.S. Bundesstaat Oregon. Beim Dehydrator wird geothermisches Thermalwasser in einen Wärmetauscher geleitet, der dann die Wärme an die Luft abgibt. Der Dehydrator benötigt dafür Thermalwasser mit einer Temperatur von 60 °C. Diese wiederum entzieht den Produkten in einer Trockenkabine die Feuchtigkeit, und die verbleibende Luft wird in die Umwelt abgeleitet. Für den Wasserentzug sind etwa acht Stunden erforderlich, wobei die Zeit für jedes Lebensmittel von seinem Wasseranteil abhängt. Der Dehydrator arbeitet 365 Tage im Jahr, 24 Stunden am Tag. Das Wasser aus diesen Prozessen kann wiederverwendet werden, dieses Verfahren nennt man Kaskadierung, denn die Temperatur sinkt, aber die geothermischen Ressourcen werden vollständig genutzt", sagt Aviña.

Aus den Forschungsergebnissen werden Business Modelle entwickelt. Ein erfolgreiches Beispiel ist die Firma GeoFood, die seit 2019 geothermisch getrocknete Früchte produziert. Bald könnte auch der Prozess des geothermischen Bierbrauens marktreif werden.  

Quelle: Sofia Ruiz (Andira), iiDEA