Geothermie-Forschung: Einfacher und effizienter in Tiefbohrungen agieren
Die Tiefen-Geothermie ist ein relevanter Baustein der Wärmewende, tiefe Thermalwasserbrunnen Projekte laufen erfolgreich. Doch die notwendige Reinigung bei den Bohrungen ist aufwändig. Fraunhofer IEG entwickelt nun eine effiziente Technik.
30.06.2026 – Die tiefe Geothermie könnte laut Fraunhofer IEG ein Viertel des Wärmebedarfes in Deutschland decken. Schon heute nutzen Betreiber erfolgreich tiefe Thermalwasserbrunnen wie etwa im Großraum München, Paris oder den Niederlanden. Regelmäßig lagern die mineralreichen Wässer aber Ausfällungen an Bohrloch- sowie Rohrwandungen ab, worauf die Effizienz der Anlagen merklich sinkt. Forschende des Fraunhofer IEG entwickeln nun eine Reinigungstechnik, die solche Ausfällungen unter minimalem Anlagenstillstand auch bei hohen Temperaturen aus den Bohrungen austrägt.
„Durch leicht anwendbare Technologie wollen wir die Effizienz der geothermischen Energiegewinnung steigern“, erklärt Volker Wittig, Projektleiter am Fraunhofer IEG. „Die zuverlässige Integration der Energieform Geothermie in den europäischen Energiemarkt hilft es, Wertschöpfung zukunftsfest und regional zu gestalten.“ Ausfällungen aus heißen Thermalwässern entsprechen bekannten Phänomenen wie Tropfsteinen in Höhlen, Sintern an Wasserquellen, Kalkflecken am Fenster oder dem sprichwörtlichen „verkalkten Heizstab“ von Spül- und Waschmaschine: Gelöste Bestandteile des Wassers werden zum Feststoff, wenn sich Temperatur oder Druck ungünstig ändern. In technischen Anlagen wie Waschmaschinen oder geothermischen Heizwerken können sie die Funktion und Effizienz beeinträchtigen und somit Wartungs- und Ersatzteilkosten verursachen. Die Entfernung mit klassischen Methoden führt zu Ausfallzeiten und Stillständen des Betriebes.
Verfahren mit vielen Vorteilen
Ziel im Projekt ROSIGER ist die Entwicklung eines kontinuierlich laufenden, sicheren und wirtschaftlichen Verfahrens zur Entfernung mineralischer Ablagerungen in tiefen Geothermiebohrungen. Bei der sogenannten Aufwältigung werden Bohrungen, die sich durch mineralische Ablagerungen verengt haben, im Grunde erneut aufgebohrt – aufgrund von Bedarf an Zeit, Material und Personal und ein teures und aufwendiges Verfahren.
Zentral im Projekt ROSIGER ist die sogenannte Coiled-Tubing-Technologie. Klassischerweise nutzt man ein starres, fortlaufend zu verschraubendes Bohrgestänge, um Werkzeuge im Bohrloch zu platzieren und zu betreiben. Im Coiled-Tubing wird kontinuierlich ein flexibles, aufgewickeltes Stahlrohr oder ein Flexschlauch eingesetzt – mittlerweile auch in großkalibrigen Bohrungen. Der Aufwand für den kontinuierlichen Betrieb der Technologie und die eigentliche Aufwältigung der Geothermiebohrungen sinkt deutlich. Im Idealfall lässt sich zukünftig der Ab- und Austrag von Ablagerungen sogar in den laufenden Betrieb der Geothermieanlage integrieren, erläutern die Forschenden.
Ablagerungen im Inneren eines Brunnenloches senken die Effizienz von Geothermiebohrungen. Im Projekt ROSIGER wird Coiled-Tubing genutzt, um die Ablagerungen schnell zu entfernen. (Bild: V. Wittig / Fraunhofer IEG)
Im Projekt werden die effizientesten und am besten kombinierbaren Abtrags- und Austragsmethoden von mineralischen Ablagerungen identifiziert und auf ihre Kompatibilität bezüglich Coiled-Tubing-Technik hin getestet. Labortests dazu am Fraunhofer IEG dienen der Bewertung und Optimierung einzelner Komponenten. Im Rahmen zweier aufeinander aufbauenden Feldtests soll der Erfolg des Gesamtverfahrens in geothermischen Tiefbohrungen evaluiert werden. Die Erfolgskontrolle geschieht durch detaillierte Auswertung von Bohrlochmessungen und technische und wirtschaftliche Kennzahlen – wie Abtragseffizienz, Reinigungsdauer, Zuverlässigkeit und weiteren – die abschließend mit dem Stand der Technik verglichen werden, um Fortschritt, Effektivität und Wirtschaftlichkeit des neuen Verfahrens zu beurteilen.
Kosten sparen durch Effizienz
Das entwickelte Verfahren könnte weitergehend die Marktstandards für Tiefbohrungen verändern. Es eröffnet Möglichkeiten für deutliche Kosteneinsparungen und langfristig hohe Produktionsraten. Das Verfahren wird beispielhaft im geologischen Untergrund des Malms, einer Kalkgesteinsschicht in Bayern, erprobt, kann jedoch auch in allen anderen Geologien angewendet werden. Neben der Beseitigung von mineralischen Ablagerungen an den Rohrwänden und im Bohrloch soll die Technik auch zukünftig für generelle Aufwältigungen wie der Entsandung von Bohrungen, Entfernung von Blockaden durch Salzablagerungen und weitere Arbeiten einsetzbar sein.
Das Verbundvorhaben ROSIGER (Removal Of Scaling in deep GEothermal wells without Reservoir interference / Effiziente kontinuierliche Entfernung von mineralischen Ablagerungen in tiefen geothermischen Bohrlöchern ohne Beeinträchtigung des Reservoirs) wird über den Projektträger Jülich vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms „Geothermische Energie“ für drei Jahre mit rund drei Millionen Euro gefördert. Partner im Vorhaben sind die Stadtwerke München. na
