Die Zukunft der Geothermie: Saubere Energie durch verbesserte geothermische Systeme
Die Geothermie könnte sich in den kommenden Jahren wandeln. Forscher gehen davon aus, dass mithilfe verbesserter geothermischer Systeme (Enhanced Geothermal Systems, EGS) bereits bis 2027 Strom zu wettbewerbsfähigen Kosten erzeugt werden kann. Gleichzeitig müssen Erdbebenrisiken weiter minimiert werden.
In der Vergangenheit hing der Erfolg der Geothermie stark vom Standort ab. Herkömmliche geothermische Kraftwerke benötigen heißes, durchlässiges Gestein und unterirdische Flüssigkeiten, weshalb sie bislang vor allem in vulkanisch aktiven Regionen wie Island, Japan oder Kalifornien errichtet wurden. Mit verbesserten geothermischen Systemen (Enhanced Geothermal Systems, EGS) soll sich dies jedoch ändern.
Diese EGS könnten die Geothermie erheblich erweitern, sagt auch Roland Horne, Professor für Energiewissenschaft und -technik an der Stanford Doerr School of Sustainability. Anfang des Monats lud er mehr als 450 Experten aus 28 Ländern zum 50. Stanford Geothermal Workshop ein, um über Fortschritte in der Geothermie zu diskutieren.
Fortschritte in der Bohrtechnik
Die Nutzung neuer Bohrtechniken, die ursprünglich für die Öl- und Gasindustrie entwickelt wurden, hat die Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Geothermieprojekten erheblich verbessert. Dazu gehören Methoden wie Horizontalbohrungen, Hydraulic Fracturing (Fracking) und der Einsatz von synthetischen Diamantbohrköpfen.
„Schnellere Bohrungen machen einen enormen Unterschied für die gesamte Wirtschaftlichkeit von EGS aus“, erklärt Horne. In den letzten Jahren konnten Bohrzeiten von mehreren Monaten auf wenige Wochen verkürzt werden. Dadurch könnte geothermischer Strom bereits bis 2027 in weiten Teilen der USA mit herkömmlichen Strompreisen konkurrieren.
Ein gutes Beispiel ist Kalifornien, das derzeit etwa 5 % seines Stroms aus Geothermie bezieht. Nach aktuellen Schätzungen könnte dieser Anteil durch EGS in 20 Jahren auf bis zu 40 Gigawatt steigen und fossile Brennstoffe in der Grundlastversorgung ersetzen. „Mit EGS können wir die Nachfrage bedienen“, sagt Horne.
Erdbebenrisiken weiterhin eine Herausforderung
Ein kritischer Punkt bei EGS ist das Risiko induzierter Erdbeben. Ähnlich wie beim Fracking für Öl und Gas kann das gezielte Aufbrechen von Gestein seismische Aktivitäten auslösen. Die Wissenschaftler sind sich jedoch einig, dass sich das Risiko durch gezielte Maßnahmen verringern lässt.
Anstatt große Risse mit einer einzigen Flüssigkeitsinjektion zu erzeugen, wird zunehmend auf die Schaffung vieler kleinerer Risse gesetzt. Zudem hilft das sogenannte Ampelprotokoll, potenziell gefährliche seismische Aktivitäten frühzeitig zu erkennen und Bohrungen bei Bedarf zu verlangsamen oder zu stoppen.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Standortwahl. Es wäre nicht ratsam, eine EGS-Anlage auf der San-Andreas-Verwerfung zu errichten, mahnt Horne. Stattdessen sollten geologisch stabile Regionen bevorzugt werden.
Auf zur Energiewende
Trotz der Herausforderungen zeigt sich die Forschung optimistisch. Die Einführung von EGS könnte einen wesentlichen Beitrag zur globalen Energiewende leisten. Horne und seine Kollegen hoffen, dass ihre Studien die Weiterentwicklung von EGS als nachhaltige und zuverlässige Energiequelle vorantreiben.
„EGS könnte nicht nur in Kalifornien, sondern weltweit einen entscheidenden Beitrag zur grünen Energieerzeugung leisten“, so Horne. „Die sichere Nutzung der inneren Wärme der Erde könnte wesentlich dazu beitragen, unsere Zukunft mit Energie zu versorgen.“
Quellenhinweis:
Horne, R., Genter, A., McClure, M. et al. (2025): Enhanced geothermal systems for clean firm energy generation. Nat. Rev. Clean Technol. 1, 148–160.