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Enhanced Geothermal-System (EGS)

Prinzip eines HDR Systems. Quelle: LIAG

Enhanced (oder Engineered) Geothermal-System (EGS) oder Hot-Dry-Rock (HDR) oder petrothemale Systeme sind nahezu synonyme Begriffe.

Bei petrothermalen Systemen erfolgt die Gewinnung der geothermischen Energie aus dem tieferen Un­tergrund unabhängig von Wasser führenden Hori­zonten. Im Wesentlichen wird die im heißen, gering durchlässigen Gestein (hot dry rock) gespei­cherte Energie genutzt, indem man durch Stimulati­on einen Wärmetauscher in der Tiefe schafft oder er­weitert. Neben dem klassischen Begriff Hot Dry Rock werden auch die Begriffe Deep Heat Mining, Hot Wet Rock, Hot Fractured Rock oder Stimulated Geothermal System verwendet. Der umfassende Begriff ist Enhanced Geothermal Systems (EGS), der aber auch sti­mulierte hydrothermale Systeme beinhaltet. Das klassische HDR/ EGS-Verfahren hat Hochtemperatur-Nutzungen mit Tem­peraturen von mehr als 150–200 °C sowie Tiefen von mehr als 3.000 m zum Ziel hat. Zielhorizont ist meistens das kristalline Grundgebirge. Inwieweit dichte Sedimentgesteine mit der EGS-Technik genutzt werden können, ist Gegenstand der Forschung und von Pilotprojekten.

Nach derzeitigem Kenntnisstand ist das kristalline Grundgebirge der oberen Erdkruste geklüftet. Die Klüfte sind zum Teil geöffnet, mit hoch mineralisier­tem Wasser gefüllt und miteinander durch ein Kluft­netz verbunden, so dass grundsätzlich eine Wasserzirkulation möglich ist. Das kristalline Grundgebirge verhält sich also wie ein Aquifer mit (sehr) geringen Durchlässigkeiten. Nach Abteufen einer Bohrung wird durch das Einpressen von Wasser das natürlich vor­handene Kluftsystem geweitet oder neue Klüfte (fracs) geschaffen (Stimulation). Die natürliche Permeabilität wird erhöht und zusätzliche und bessere Wasserweg­samkeiten werden geschaffen; das Gebirge wird sozu­sagen „stimuliert“. Um die notwendigen Durchflussraten und Temperaturen dauerhaft zu erzielen, muss das Riss-System eine Mindestgröße für die Wärmeaustauschfläche aufweisen. Mit der zweiten Bohrung muss der stimulierte Bereich durchteuft werden. Durch diesen „Wärmetauscher“ oder „Durchlauferhitzer“ schickt man Oberflächenwasser über Injektions- und Förderbohrungen, um die Gebirgswärme aufzuneh­men. Bei diesem System ist somit Wasser der Wärmeträger, das Gebirge die Wärmequelle.

Literatur

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Cuenot, N., Faucher, J.P., Fritsch, D., Genter, A. and Szablinski, D. : The European EGS project at Soultz-sous-Forets: from extensive exploration to power production. In: IEEE Power and Energy Society General Meeting. Pittsburg Nummer 20-24 (2008), S. paper 4596680

Garcia J, Walters M, Beall J, Hartline C, Pingol A, Pistone S, Wright M: Overview of the Northwest Geysers EGS Demonstration Project. Proceedings of the thirty-seventh workshop on geothermal reservoir engineering (ed) Proceedings of the thirty-seventh workshop on geothermal reservoir engineering, Stanford University, Stanford, 2012

Graeme R. Beardsmore, Gareth T. Cooper: Geothermal Systems Assessment-Identification and Mitigation of EGS Exploration Risk. In: In: Proceedings. 34th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering; 2009/02/09; Stanford, CA. Stanford, CA: Stanford University, Stanford Geothermal Program; p. SGP-TR-187 (2009)

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Rybach, L. : EGS – The State of the Art. In: Tagungsband der 15. Fachtagung der Schweizerischen Vereinigung für Geothermie, Stimulierte Geothermische Systeme, Basel (2004), S. 7 S

Tester, J. W., ed.: The Future of Geothermal Energy – Impact of Enhanced Geothermal Systems (EGS) on the United States in the 21st Century – An assessment by an MIT-led interdisciplinary panel. Massachusetts Institute of Technology : Massachusetts Institute of Technology, 2006. - ISBN 0-615-13438

Wyborne, D.: Hydraulic stimulation on the Habanero enhanced geothermal system (EGS). In: 5th BC unconv. gas techn. forum, South Australia (2011)

Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.