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Krafla - Geothermieanlage

Geothermieanlage Krafla. Quelle: Ásgeir Eggertsson/Wikimedia Commons

Krafla, im nördlichen Teil der Insel, ist eine der aktivsten Geothermie produzierenden Regionen Islands. Das geothermische Hochtemperatursystem von Krafla befindet sich in einer vulkanischen Caldera und produziert seit mehr als 40 Jahren Energie.

Die Arbeiten zur Nutzung geothermaler Energie im Gebiet der Krafla begannen im Jahr 1974 mit ersten Probebohrungen. Bereits im Sommer 1975 wurden Bohrungen zur Nutzung der Erwärme niedergebracht und man begann auch mit dem Bau des Kraftwerks und einer 132 kV-Stromleitung nach Akureyri. Das Kraftwerksgebäude wurde für zwei Turbinen mit einer Leistung von 30 MW ausgelegt. Der Bau des Kraftwerks wurde ursprünglich von der Regierung Islands in Auftrag gegeben und ein staatliches Komitee leitete das Kraftwerk. Im Jahr 1977 übernahm die staatliche Energiegesellschaft die Einrichtungen und seit 1985 ist die Firma Landsvirkjun für den Betrieb verantwortlich.

Die erste Turbine wurde zwar schon 1977 installiert, aufgrund nicht ausreichender Versorgung mit Dampf konnte aber erst ab Februar 1978 Strom produziert werden. Zunächst wurde das Kraftwerk nur mit einer Turbine betrieben und erst in den Jahren nach 1995 erreichte es die ursprünglich geplante Kapazität von 60 MW. Hauptgrund für die Verzögerungen war eine hohe seismische Aktivität im Kraflagebiet, die immer wieder zur Zerstörung von Bohrlöchern führte. Zudem begann am 20. Dezember 1975 eine Serie von neun Vulkanausbrüchen in unmittelbarer Nähe der Station, die bis 1984 andauerten. Seit 1984 ist die seismische Aktivität aber deutlich zurückgegangen.

Im Jahr 1996 beschloss die Firma Landsvirkjun, die zweite Turbine zu installieren und weitere Bohrungen niederzubringen. Die Bohrungen begannen umgehend und Dank des Einsatzes neuer Bohrtechniken gelang es höchst erfolgreich, neue Bohrlöcher zu erschließen und die Kapazität der vorhandenen zu erhöhen. Die Bohrungen waren so erfolgreich, dass nun genügend Dampf zur Verfügung steht, um das Kraftwerk über die ursprünglich geplante Kapazität von 60 MW hinaus zu erweitern. Die zweite Turbine nahm 1997 den Betrieb auf und seit 1999 liefert Krafla die volle Leistung von 60 MW. Das Kraftwerk nutzt pro Sekunde 110 kg Dampf mit einem Druck von 7,7 bar und 36 kg Dampf mit einem Druck von 2,2 bar. Bis Ende 1999 wurden insgesamt 34 Bohrlöcher niedergebracht, das tiefste misst 2.222 Meter. Fünf der Bohrlöcher liefern Dampf mit niedrigem Druck, 17 Bohrlöcher liefern Hochdruckdampf, 12 Bohrlöcher werden aus verschiedenen Gründen nicht genutzt. Neben Wasserdampf entweicht aus den Bohrlöchern vor allem Kohlendioxid (90-98%) und Schwefelwasserstoff (2-10%).

Bohrungen in Hochtemperaturgebieten wie dem Kraflagebiet fördern Dampf, der die geothermale Energie transportiert, mit enormen Druck. Der Druck variiert dabei von Bohrloch zu Bohrloch und hängt im wesentlichen von der Tiefe des Loches ab. Ein Dampfkraftwerk verwertet die geothermale Energie, um eine Turbine anzutreiben, nachdem die Feuchtigkeit aus dem Dampf entfernt wurde. Der Dampf wird dabei mit unterschiedlichem Druck auf die Turbine geleitet. Dampf mit geringerem Druck wird auf die größeren Turbinenschaufeln geleitet, Dampf mit hohem Druck auf die kleineren. Beim Verlassen der Turbine kondensiert der Dampf, der Druck verringert sich schlagartig und durch die Druckdifferenz wird die Turbine letztlich angetrieben. Die Turbine treibt einen Generator an, dort wird der Strom erzeugt und über eine Hochspannungsleitung zu den Verbrauchern transportiert.

Trotz dieser energieintensiven Produktion wurde jedoch seit den 1980er Jahren kein Reservoirmodell des geothermischen Systems von Krafla in der von Experten begutachteten Literatur veröffentlicht, was eine Datenlücke und potenziell ungenutzte Ressourcen hinterlässt.

Literatur

Sidder, A. (2022), Innovative model elucidates geothermal energy resource, Eos, 103, https://doi.org/10.1029/2022EO220139. Published on 14 March 2022.