In einer Erkundungsbohrung gewonnene Bohrkerne geben einen direkten Einblick in den Untergrund und zeigen den Übergang von Graniten zu Gneisen. Foto: Geolab

Felslabor tief unter der Erde

Geothermie in Südhessen ‑ nächster Schritt für „Geolab“ im Odenwald

Region (ps). Die Tromm-Region im Odenwald erfüllt laut dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) die geologischen Voraussetzungen für ein Untertage-Forschungslabor zur Geothermie. Das zeigen die Ergebnisse einer intensiven Erkundung des Untergrunds durch Forschende des KIT, des GFZ Helmholtz-Zentrums für Geoforschung und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) im Projekt „Geolab“ (Geothermal Laboratory in the Crystalline Basement). Auf dieser Basis beginnen nun die konkrete Planung und die Genehmigungsphase des Felslabors, das die Nutzung tiefer Geothermie als verlässliche Energiequelle voranbringen soll. Erdwärme könnte demnach künftig als heimische und CO2-arme Energiequelle einen „wesentlichen“ Beitrag zur Wärmeversorgung in Deutschland leisten. Kristallines Gestein in großer Tiefe habe dabei das weitaus größte energetische Potenzial.

Die bisherigen Erkundungsbohrungen erreichten Tiefen bis zu 580 Metern, die Bohrkerne hatten Durchmesser von bis zu 16 Zentimetern. Wie sich tiefe Geothermie sicher und effizient erschließen lässt, wollen Forschende der Helmholtz-Gemeinschaft mit einem Untertage-Felslabor untersuchen. Nun wurde eine zentrale Voraussetzung für dessen Errichtung im Forschungsprojekt „Geolab“ erfüllt: Die Projektpartner KIT, GFZ und UFZ bestätigen die Eignung des Untergrunds der Tromm-Region. „Im Odenwald haben wir die richtigen geologischen Bedingungen für unser Vorhaben gefunden“, erklärte Projektleiter Dr. Bastian Rudolph vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT. „Das ist ein wichtiger Meilenstein für das Geolab-Projekt.“ Wie die Hessenschau berichtet, soll für das Felslabor ein Stollen von bis zu zwei Kilometern Länge angelegt und das Labor selbst in rund 400 Metern unter der Erde eingerichtet werden.

Landrat Christian Engelhardt erklärte in einer Stellungnahme, dass der Kreis Bergstraße mit dem Geolab-Projekt sowie den Plänen zur Nachnutzung des ehemaligen AKW-Geländes in Biblis als Forschungsstätte im Bereich Kernfusion wertvolle Beiträge zur nachhaltigen Sicherung der Energieversorgung Deutschlands leiste.

Günstige Bedingungen im Untergrund
Grundlage für die Bewertung waren laut dem KIT umfangreiche Untersuchungen während der nun abgeschlossenen Erkundungsphase. Dazu zählen unter anderem zwei Erkundungsbohrungen mit der Entnahme von Bohrkernen und begleitenden Messprogrammen. Die Ergebnisse zeigten, dass der Untergrund im Odenwald günstige Bedingungen für die Geothermieforschung biete. „Grob gesagt, können wir drei Zonen unterscheiden: Der Granit im oberen Bereich ist recht gleichmäßig aufgebaut, zeigt aber zugleich ausreichend Klüfte und Veränderungen. Unter einer Übergangszone liegt metamorphes Gestein wie Gneis“, erklärt Prof. Dr. Thomas Kohl vom AGW und Koordinator von „Geolab“. „Wir finden hier also klar definierte geologische Rahmenbedingungen, aber auch eine Komplexität, wie sie für kristalline Reservoire Europas typisch ist.“ Mit einem Felslabor vor Ort ließen sich deshalb Fragen der Reservoirtechnologie in einer relevanten Umgebung unter kontrollierten Bedingungen untersuchen und die so gewonnenen Erkenntnisse auf geothermisch nutzbare Standorte in ganz Europa übertragen.

Mit dem Abschluss der Erkundungsphase beginne nun die konkrete Planung des Felslabors und anschließend ein umfangreicher Genehmigungsprozess. Die Beteiligten suchen laut KIT einen genauen Ort für den Zugangsstollen und planen die Infrastrukturen an der Oberfläche und im Untergrund. Dafür nehmen sie weitere Erkundungsbohrungen und geophysikalische Untersuchungen vor. Das Forschungsteam plane dabei so, dass die Belastungen für Mensch und Natur möglichst gering blieben und setze das bereits gestartete Monitoring zum Schutz von Trink- und Grundwasser setzt fort.

Wie die Helmholtz-Gemeinschaft berichtet, führt im Rahmen des Projekts ein Team der TU Darmstadt ein hydrogeologisches Monitoring mit zahlreichen Messungen und Untersuchungen durch. Diese Messungen lieferten Daten zu Wasserressourcen, Wasserflüssen und -qualität in der Tromm-Region. Die TU übernimmt die Datenerhebung und erstellt das fachliche Überwachungskonzept.

Mindestens zehn Jahre Forschung
„Geolab“ ist ein Projekt zur künftigen Nutzung von Erdwärme für eine sichere Energieversorgung in Europa. Ein Großteil der Wärme lagert in tiefliegendem, heißem, kristallinem Gestein, das laut KIT eine bislang kaum genutzte, aber strategisch wertvolle Energieressource darstellt. Mit dem Projekt soll ein untertägiges Felslabor errichtet werden, um dort zu erforschen, wie sich diese Wärmequelle erschließen lässt. Darüber hinaus soll das Projekt breite Qualifikationsmöglichkeiten für Nachwuchsforschende bieten. Eine Förderung geothermischer Energie vor Ort sei nicht geplant.

Die Helmholtz-Gemeinschaft als verantwortliche Forschungsorganisation hat sich zunächst für zehn Jahre verpflichtet, den Forschungsbetrieb aufrecht zu erhalten. Wünschenswert sei aber eine längere Nutzung für die Forschung. „Geolab“ werde – wie die meisten Untertagelabore – als längerfristiger wissenschaftlicher Experimentierraum angelegt, um eine nachhaltigen wissenschaftlichen Wirkung zu erzielen. Das Felslabor Äspö (Schweden) wird laut der Helmholtz-Gemeinschaft seit 1995 betrieben, das Black Forest Observatory (Schwarzwald; KIT/ Uni Stuttgart) seit 1972.

Eine mögliche Nutzung des Stollens als Atommüllendlager ist nicht vorgesehen. Die Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) hat den Tromm-Rücken als Gebiet der Kategorie C, also mit keiner oder geringer Eignung für eine sichere Endlagerung eingestuft, so die Helmholtz-Gemeinschaft.

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