Reallabore

Für eine erfolgreiche Markteinführung komplexer Technologielinien ist eine Demonstration unter realen »Feldbedingungen« unverzichtbar. Einzelne Technologien, die sich im Labor bewährt haben sollen daher an den Standorten unserer Reallabore in einem systemischen Verbund angewandt werden. Hierdurch adressieren wir Fragestellungen der Übertragbarkeit und können einen Beitrag zum Transfer der Technologien aus der Forschung in den Markt leisten.

Eine Hauptquelle der Entstehung von CO2 ist die Erzeugung von Strom und Wärme durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Ein großer Teil dieser Erzeugungskapazitäten entfällt auf die Braunkohleblöcke im Rheinischen Revier. Die Städte an Rhein und Ruhr haben dabei den größten Nutzwärmebedarf in Deutschland. Hier besteht das größte europäische Fernwärmeverbundsystem. Dessen Umstellung von Kohle auf Erneuerbare Energien kann nur mit Hilfe der Tiefengeothermie gelingen. Im Rheinischen Revier befindet sich jedoch auch das wohl größte hydrothermale Reservoir in Europa: die Massen- und Riffkalke des Devons und des Unterkarbons. Über Tiefbohrungen in Belgien und in den Niederlanden werden diese Gesteine bereits für energetische Zwecke genutzt. Fernwärmenetze, Gewächshäuser, Industriebetriebe und Thermalbäder profitieren dort von klimafreundlicher Energie aus thermalwasserführenden Schichten. Am Standort des RWE-Braunkohlekraftwerks Weisweiler wird deshalb ein Fraunhofer-Forschungskraftwerk Tiefengeothermie im Rheinland aufgebaut. Das im Bau befindliche Observatorium dient der Überwachung von Reservoirprozessen. Das Forschungskraftwerk soll anschließend an einem der ambitioniertesten Forschungsstandorte des Rheinischen Reviers technologische Innovationen mit neuen Wertschöpfungspotentialen im Energiesektor verknüpfen. Der Demonstrator soll hydrothermales Wasser aus den über 4000 Meter tiefen Schichten der devonischen Massenkalke unter dem Kraftwerk fördern und in das regionale Fernwärmenetz einspeisen. Die Anlage wird als Entwicklungsumgebung und Nukleus der Tiefengeothermie-Industrie mit der Zielsetzung einer Verbreitung tiefengeothermischer Projekte in Nordwest-Deutschland / Europa. Gleichzeitig soll die Einrichtung als Aus- und Weiterbildungszentrum für geothermale Technologie dienen.

Das TRUDI-Untergrundlabor (»Tief runter unter die Ruhr«) ist ein Reallabor zur Erkundung und grossskaligen Erschließung hydrothermaler Potenziale im Ruhrgebiet. Es liegt im bergrechtlichen 50 Quadratkilometer großen Feld »Zukunftsenergie« im Bochumer Süden. TRUDI ist zugleich das Flagschiff-Experiment für die dezentrale Speicherung und Einspeisung von Wärmeenergie aus geothermalem Wässern verschiedener Quellen in die Fernwärmesysteme der Rhein-Ruhr-Region am Beispiel des Fernwärmenetzes Bochum-Süd (115 MWth). Außerdem verfügt das Labor über Testfelder zur Durchführung von bohrtechnischen Versuchen bis in Tiefen von über 5000 Metern. Die Geologie am Standort ist geprägt von Karbonischen (Sandsteine, Tonsteine, Kohle) und ab etwa 4000 Metern Devonischen Formationen (Karbonate/Massenkalke). Dort lassen sich zum Beispiel Referenzbohrungen durchführen und Reservoirtechniken zur Erschließung dichter Gesteinsformationen anwenden. Im Bereich von TRUDI gibt es folgende untertägige Infrastruktur:

§  Observatorium (seismisch, hydraulisch, hydrochemisch, thermisch)

§  Fraunhofer IEG – in-situ Labor und Bohrtestfeld (Campus Fraunhofer IEG)

§  Wärmespeicher in Kleinzeche unter dem IEG Campus

§  Tagesstollen Zeche Klosterbusch

§  Bergwerke Dannenbaum & Prinz Regent (ehemaliges OPEL-Gelände, heute MARK 51°7).