Geothermie
Sie bohren nach dem Energie-Jackpot

Zuverlässiger Strom aus erneuerbarer Energie: Tiefen-Geothermie wäre das grosse Los der Energiewende. Nach enttäuschenden Schweizer Projekten erfolgt der nächste Versuch in Haute-Sorne (JU).

Daniel Haller
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Daniel Haller
So funktioniert Geothermie: Nach der ersten Bohrung wird schrittweise tiefer gebohrt und ausgebaut

So funktioniert Geothermie: Nach der ersten Bohrung wird schrittweise tiefer gebohrt und ausgebaut

zvg Geothermie Suisse AG

Nun liegt der Hotspot im Jura: Nachdem in Basel, Zürich und St. Gallen Geothermieprojekte abgebrochen wurden, soll in Glovelier ein Kraftwerk mit jener Technologie entstehen, die in Basel unter dem Titel «Deep Heat Mining» geplant war. «Dieses Pilotprojekt ist die wohl letzte Chance für die Tiefen-Geothermie in der Schweiz», erklärt Projektleiter Olivier Zingg. Zwar erforsche auch der Kanton Genf die Wärme aus der Erde, doch sei die Geo-Energie Suisse AG mit ihrer Tochter Geo-Energie Jura AGdie letzte Organisation, welche die Hitze der Felsen in 5 Kilometern Tiefe in Strom umwandeln will: Sieben Energieunternehmen, darunter die Industriellen Werke Basel (IWB), Elektra Baselland (EBL) und die Gasverbund Mittelland AG aus Arlesheim wollen die Erkenntnisse aus dem Basler Projekt, das nach fühlbaren Erdstössen bis zur Stärke 3,4 eingestellt wurde, verwerten.

Strom und Wärme liefern

Die Profile für das Kraftwerk sind nicht die einzigen in der Gewerbezone von Glovelier. Das Dorf fusionierte 2013 mit vier anderen Gemeinden zur Gemeinde Haute-Sorne, und die neue Autobahn «Transjurane» stimuliert die Industrieansiedlung – wichtig für den künftigen Verkauf der Wärme. Diese soll einerseits in einen Wärmeverbund eingespeist werden, den die Elektra Baselland (EBL) in Glovelier bereits betreibt. Andererseits hofft man auf industrielle Abnehmer.

Für 6000 Haushalte

Die beiden Bohrungen sollen bis auf 5000 Meter Tiefe in das kristalline Gestein hinein abgeteuft werden. Durch die künstlich erzeugten Klüfte sollen 50 Liter Wasser pro Sekunde zirkulieren und sich auf 150 bis 170 Grad erhitzen. In einem Wärmetauscher an der Oberfläche geben sie die Hitze an ein Medium mit tiefem Siedepunkt – Butan oder Propan – ab, das so den nötigen Dampfdruck für die Turbinen erreicht. Die Kraftwerksleistung beträgt maximal 5 Megawatt, die produzierte Strommenge reicht für 6000 Haushalte. Zudem rechnet man mit einer Wärme-Ausbeute von 30 bis 50 Megawatt.

Auch der Kanton braucht Innovation: Heute bezieht der Jura 60 Prozent des Stroms von den Atomkraftwerken Fessenheim und Mühleberg. Da ist Ersatz gefordert. So stiessen die Vertreter der Geo-Energie Suisse auf offene Ohren.

Unbekannter Untergrund

Wie man an der Oberfläche aus dem rund 150 Grad warmen Wasser Strom macht, ist eine bekannte Technologie (Kasten «Für 6000 Haushalte»), wie sie unter anderem im Raum München in mehreren Geothermiekraftwerken im Einsatz ist. Dort nutzt man heisses Wasser aus der Tiefe. Thermalwasser in verwertbarer Menge hat man in der Schweiz aber nicht gefunden.

Stattdessen will man heisse Gesteinsschichten in 5000 Meter Tiefe als Durchlauferhitzer nutzen, indem man künstliche Klüfte erzeugt (Kasten «Schrittweise Stimulation»). Welche Verhältnisse man da unten antrifft, weiss man aber erst, wenn man bohrt –das Haupt-Risiko.

Schrittweise Stimulation - Die Lehren aus Deep Heat Mining

Statt einer grossen Kluft wie in Basel sollen in Glovelier 30 kleine Klüfte erzeugt werden. Zuerst wird ein seismisches Überwachungssystem installiert und ein halbes Jahr die natürliche Seismizität registriert. Nach der ersten Bohrung folgt eine Probestimulation mit hineingepresstem Wasser , um die «seismische Antwort» des Untergrunds zu erfahren: Wie reagiert der Fels? In welche Richtung entstehen die Klüfte? Ist diese Antwort günstig, bohrt man horizontal weiter und erzeugt rund 30 kleine Klüfte, die man abschliessend mit einer zweiten Bohrung durchstösst.
Vorteile gegenüber dem Basler Projekt: Da die Stärke der Mikrobeben von der Fläche der erzeugten Klüfte abhängt, werden wesentlich kleinere Erschütterungen als in Basel erwartet. Man hat das Risiko besser im Griff. Zudem kann man mit Pfropfen im Bohrloch steuern, wo dann im Betrieb das Wasser zirkulieren soll, und so die Wärme im Fels besser nutzen

Kleine Beben als Werkzeug

Das politische Risiko sind die Ängste: In St. Gallen, wo man nach Thermalwasser bohrte, brachten Erschütterungen den Abbruch. Ebenso bereits zuvor beim Durchlauferhitzer-Projekt in Basel. Dabei sind die kleinen Beben nicht ein unerwünschter Nebeneffekt, sondern das eigentliche Werkzeug: Drückt man mit Wasser einen natürlich vorhandenen Riss im Fels auseinander, müssen Spannungen vorhanden sein, damit sich die Gesteinsplatten gegeneinander verschieben: So passen ihre Oberflächen nicht mehr aufeinander, die Kluft wird dauerhaft durchlässig.

Dies sei ein wichtiger Unterschied zum Fracking bei der Suche nach Schiefer-Gas, erklärt Zingg: Dort muss man, damit die Kluft offen bleibt, Sand einpressen und dafür die Eigenschaften des Wassers mit Chemikalien verändern. Die Stimulationstechnik komme dagegen ohne Chemikalien aus.

Durch Einsprachen blockiert

Trotzdem: Erdbeben als Werkzeug sind Neuland. Um auf die Bedenken einzugehen, gründete man eine Begleitgruppe, in der Behörden aller Stufen, Umweltverbände – WWF, Pro Natura, VCS und Helvetia Nostra – nahmen.

Kantons- und Gemeindevertreter sitzen als Beobachter auch im Verwaltungsrat der Geo-Energie Jura AG, die das Projekt vor Ort vorantreibt. Regionale Energieversorger können Aktien zeichnen, und es wurde ein «Wärmezins» pro erzeugte Kilowattstunde vereinbart.

Mitte Juni 2015 überreichte die jurassische Regierung Geo-Energie Suisse die Baubewilligung. «Wir haben die Unterstützung der Gemeinde, des Kantons und des Bundes», berichtet Zingg. «Einzig fünf Anwohner haben Rekurs gegen die Baubewilligung eingelegt.» Nun liege das Verfahren beim kantonalen Verwaltungsgericht. Zingg rechnet damit, dass die Einsprecher bis vor Bundesgericht gehen, falls sie auf kantonaler Ebene unterliegen.

Zudem haben sie eine Initiative lanciert, die das Verbot der Geothermie im Kanton Jura fordert. Ob dieses im Fall einer Annahme rückwirkend auch die bereits erteilte Baubewilligung beträfe, ist noch offen. «Bei einem solchen Projekt befasst man sich zuerst mit Geologie und Technik, dann aber zunehmend mit juristischen Fragen», berichtet Zingg.

Potenzial noch nicht realisiert

Beim Bund stehen der Geo-Energie Suisse AG und ihrer Tochter Geo-Energie Jura die Türen offen: Die Energie-strategie 2050 sieht vor, dass Geothermie in 34 Jahren 4,4 Terawattstunden Grundlast-Strom liefert. Dafür wären rund 150 Kraftwerke von der Grösse des Pilotprojekts Glovelier nötig. Aber noch ist kein einziges gebaut – im Gegenteil: Die Bernischen Kraftwerke (BKW) und Axpo haben ihr Projekte auf Eis gelegt. Doch hat man beim Bund ein starkes Interesse, dass der technologische Durchbruch gelingt.

Hinzu kommt, dass Geothermie günstige erneuerbare Energie liefern könnte. Zwar soll das 5-Megawatt-Kraftwerk in Glovelier rund 100 Millionen Franken kosten. Darin enthalten sind aber hohe Forschungs- und Entwicklungskosten. «Sind wir erfolgreich, werden die nächsten Kraftwerke günstiger», betont Urs Steiner von der Elektra Baselland (EBL), die sich mit 10 Millionen Franken beteiligt. In Avenches (VD), Etzwilen (TG), Triengen und Pfaffnau (LU) habe man weitere Standorte im Auge. Eine Studie der US Energy Information Administration bestärkt die Hoffnung. Sie vergleicht die Strom-Gestehungskosten für Kraftwerke, die 2020 in Betrieb gehen. Mit 47,8 Dollar pro Megawattstunde liefere Geothermie den günstigsten Strom.

Deshalb will man im Bundesamt für Energie (BFE) beim Pilotprojekt Glovelier nicht von einer «letzten Chance» sprechen: «Aus jedem Projekt werden wichtige Erfahrungen gewonnen, die in die nächsten Projekte einfliessen. Das BFE hofft, dass sich weiterhin weitsichtige Industrievertreter in diesem Feld engagieren», erklärt Medien-Sprecher Fabien Lüthi. Um die Forschung zu stimulieren ist im derzeit in den Eidgenössischen Räten debattierten Energiegesetz vorgesehen, dass der Bund künftig 60 statt wie bisher 50 Prozent der Kosten einer erfolglosen Bohrung – des Geothermierisikos – tragen soll.

Noch ist die Energiequelle nicht erschlossen. Bei den Industriellen Werken Basel (IWB) tönt die Begeisterung für die heisse Energie eher kühl: Man beteilige sich zwar an der Geo-Energie Suisse AG. «Derzeit richten wir unseren Fokus allerdings auf die ausgereiften, erprobten und wesentlich wirtschaftlicheren Technologien Wind- und Solarenergie sowie Biomasse», betont IWB-Sprecher Erik Rummer.
Zuversichtlicher ist man in Glovelier, arbeitet mit der Universität Neuenburg, mit der Kommission für Technologie und Innovation (KTI) des Bundes zusammen, tauscht Informationen mit Projekten in Indonesien und Korea aus und verweist auf ein produzierendes Forschungs-Kraftwerk gleicher Technologie in Soultz-sous-Forets (F).