Geothermie: Die Forschung besser auf die Bedürfnisse der Projekte abstimmen

Die Entwicklung der Geothermie in der Schweiz beruht auf der Einführung neuer Technologien, aber auch auf einem besseren Verständnis des Untergrunds und seiner verschiedenen Nutzungsmöglichkeiten. Dabei geht es insbesondere darum, die Fortschritte in der Forschung besser mit den konkreten Anforderungen der Projekte zu verknüpfen. 

Vor diesem Hintergrund versammelte die zweite Ausgabe des vom BFE im September organisierten Geothermie-Workshops rund 80 Teilnehmer aus Forschung, Industrie und Behörden. Der Tag bot Gelegenheit, Forschungsarbeiten, Erfahrungen aus der Praxis und Herausforderungen bei der Projektentwicklung im Rahmen von drei Themenbereichen in den Vordergrund zu rücken: die Erkundung des Untergrunds, die Wärmespeicherung im Untergrund und geothermische Systeme der neuen Generation. 

Der erste Teil des Tages war der geothermischen Erkundung und den Entwicklungen seit der ersten Ausgabe des Workshops im Jahr 2024 gewidmet, die damals vollständig diesem Thema gewidmet war. swisstopo erläuterte den gesamten Prozess der Verwaltung geothermischer Daten aus den vom Bund geförderten Erkundungsprojekten, von der Erfassung über die Qualitätskontrolle (QC) bis hin zur Veröffentlichung. Auch die daraus gewonnenen Erkenntnisse und Perspektiven wurden thematisiert. Eine Podiumsdiskussion, an der Vertreter aus Forschung, Industrie und swisstopo bot anschliessend Gelegenheit, die Fortschritte beim Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis zu erörtern, aber auch die noch bestehenden Hindernisse, seien sie technischer Natur oder im Zusammenhang mit der Einführung dieser Innovationen und ihrer Integration in die Explorationsprogramme kommerzieller Projekte. 

Der Austausch hat gezeigt, dass die neuen Methoden die geothermische Exploration verbessern können, es jedoch keine Einheitslösung gibt, die allen Anforderungen gerecht wird. Innovative Methoden sind besonders nützlich, wenn sie traditionellere Ansätze ergänzen, wodurch sich ein fundierteres Bild des Untergrunds gewinnen lässt. Ebenso bietet künstliche Intelligenz neue Möglichkeiten zur Analyse großer Datenmengen, ersetzt jedoch nicht das menschliche Fachwissen, das für die Interpretation der Ergebnisse und die Erstellung eines zuverlässigen Bildes des Untergrunds erforderlich ist. 

Wärmespeicherung im Untergrund
Der zweite Teil befasste sich mit der Wärmespeicherung im Untergrund und ihrem Potenzial, dem Energiesystem mehr Flexibilität zu verleihen. Die strategische und regulatorische Perspektive des BFE wurde durch mehrere Erfahrungsberichte aus Pilotprojekten ergänzt, wie beispielsweise die Wärmespeicherung in einem quartären Aquifer amFlughafen Zürich sowie das Projekt zur saisonalen Speicherung von Abwärme im Untergrund des Kraftwerks Forsthaus (BE), bei dem unter anderem verschiedene Ansätze zur Erhöhung der Transmissivität des Speichers untersucht wurden. Zudem wurden praktische Erkenntnisse zur Umweltüberwachung des Grundwassers eines Hochtemperatur-Speichersystems in einem Geothermie-Sondenfeld auf dem Empa-Eawag-Campus vorgestellt. Schließlich bot die Aquifer-Temperaturbeobachtungsstation in Sion die Gelegenheit, Methoden zur Charakterisierung und Überwachung der thermischen Entwicklung eines Aquifers auf regionaler Ebene sowie praktische Aspekte im Zusammenhang mit der Messung der Auswirkungen der thermischen Nutzung des Grundwassers zu erörtern. All diese Erfahrungsberichte, insbesondere im Bereich der Umweltüberwachung und -kontrolle, bilden eine unverzichtbare Grundlage für die Entwicklung der Rahmenbedingungen, die einen effizienten Einsatz dieser Speichersysteme in der Schweiz ermöglichen. 

Geothermische Systeme der neuen Generation
Im letzten Teil des Workshops wurde ein Überblick über verschiedene Ansätze zur Entwicklung geothermischer Systeme der nächsten Generation (Next-Gen-Technologien) gegeben. Vorgestellt wurden insbesondere die modularen AGS-Systeme (Advanced Geothermal Systems) mit geschlossenem Kreislauf, bei denen die von EAPOSYS entwickelte Technologie zum Einsatz kommt, sowie das Projekt AgenS im Oberrheingraben, das auf der Entwicklung von Multilateralen ausgehend von einer vertikalen Bohrung basiert, um das Erdbebenrisiko zu verringern. Die Verringerung des Erdbebenrisikos steht auch im Mittelpunkt der innovativen Arbeiten im Zusammenhang mit der EGS-Technologie (Enhanced Geothermal System), wie das Projekt in der Haute-Sorne (JU) sowie die Forschungsarbeiten des InEarth-Projekts, die darauf abzielen, die durch Flüssigkeitsinjektionen bei der hydraulischen Stimulation induzierte Seismizität besser zu verstehen. Schließlich drehten sich die Diskussionen um neue Ansätze zur Wärmespeicherung in kluftigem Gestein und wenig durchlässigen Lagerstätten, insbesondere in kristallinem Gestein. Diese Konzepte stützen sich auf Techniken der hydraulischen Stimulation, die denen ähneln, die für EGS-Systeme verwendet werden. 

Eine unverzichtbare Zusammenarbeit
Die Diskussionen haben gezeigt, dass der Untergrund eine wichtige Rolle bei der Energiewende spielen kann, sei es zur Erzeugung oder zur Speicherung von Energie.  Dazu sind eine zuverlässige Charakterisierung des Untergrunds und innovative Technologien erforderlich. Um dieses Potenzial sicher, nachhaltig und wirtschaftlich nutzbar zu machen, ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Forschung, Industrie und Behörden nach wie vor unverzichtbar. Auch der Austausch von Daten und Wissen wird ein entscheidender Erfolgsfaktor sein.

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Florence Bégué, Fachreferentin für Geothermie beim BFE
Nicole Lupi, Fachreferentin für Tiefengeothermie beim BFE
Pierre Christe, Fachreferent für Wärme und oberflächennahe Geothermie beim BFE
Fotos: Bundesamt für Energie