geothermisches Kraftwerk

geothẹrmisches Kraftwerk,

 

ein Dampfkraftwerk, in dem geothermischen Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Zusätzliche Bauelemente eines geothermischen Kraftwerks sind der Wasser-Dampf-Separator und der Lärmdämpfer (Silencer). Zur Erhaltung natürlicher Umweltbedingungen sollte das Wasser, das die Separatoren, Turbinen oder Kondensatoren verlässt, über Injektionsbohrungen in den Untergrund zurückgeleitet werden. Da zur Stromerzeugung Dampfdrücke zwischen 2 und 7 bar und Temperaturen von etwa 180 ºC erforderlich sind, können geothermische Kraftwerke nur in Gegenden mit ausgeprägter geothermischer Anomalie errichtet werden, besonders dort, wo die geothermischen Energieträger Heiß- und Sattdampf und Heißwasser von selbst aus dem Boden treten oder mit Bohrungen aus Tiefen von 1 000 bis 2 000 m gefördert werden können (Temperaturen der Wasser führenden Schichten dort 200-350 ºC). Am einfachsten zu betreiben sind geothermische Kraftwerke nach dem Trockendampfprinzip, bei denen der überhitzte Dampf direkt aus dem Reservoir auf die Turbinenschaufeln der Generatoren geleitet werden kann. Bei Heißwasserquellen kann das überhitzte Wasser dagegen aufgrund des im unterirdischen Reservoir herrschenden Überdrucks nicht verdampfen. Hier kann das Flashverfahren angewendet werden, bei dem Heißwasser über ein Bohrloch dem unter geringerem Druck stehenden Flashkessel zugeführt wird. Dabei verdampft ein Teil des Wassers, und der Dampf wird auf die Turbinenschaufeln geleitet. Das Binärverfahren ähnelt einem herkömmlichen Dampferzeugungsverfahren, wobei ein sich in einem geschlossenen Kreislauf befindliches niedrig siedendes Arbeitsmedium verwendet wird, das durch das Heißwasser der geothermischen Lagerstätte erhitzt wird. - Geothermische Kraftwerke produzieren seit Jahrzehnten elektrischen Strom zu wettbewerbsfähigen Preisen. Zu den größten Anlagen gehören die geothermischen Kraftwerke in der Nähe von San Francisco, USA (»The Geysers«, 700 MW), in Larderello (400 MW), Italien, und Wairakei (300 MW), Neuseeland. 2000 gab es weltweit geothermische Kraftwerke mit einer installierten elektrischen Leistung von 7 903 MW.

 

Ein Verfahren zur Nutzbarmachung heißer Trockengesteine ist das Hot-dry-Rock-Verfahren, bei dem die Tiefenwärme aus heißen, trockenen Gesteinen in großindustriellem Maßstab entnommen und einer technologischen Verwertung zugeführt werden soll. Zwei Bohrungen hinreichender Tiefe werden nebeneinander niedergebracht, Wasser durch die eine Bohrung in künstlich erzeugte Klüfte hinabgepresst und durch die andere als Heißwasser wieder an die Oberfläche gepumpt. Im Elsass bei Sulz läuft ein gemeinsames europ. Hot-dry-Rock-Pilotprojekt, an dem auch Dtl. mit mehreren Vorhaben beteiligt ist. Weitere dt. Forschunsprojekte werden in Groß Schönebeck, Urach, Offenbach (Pfalz) und in Unterhaching durchgeführt.