Ziele
"Die Hitze aus der Tiefe ist ein Bodenschatz, den wir noch nicht ausreichend erforscht, geschweige denn in eine Nutzung gebracht haben. GeoLaB wird hierzu wichtige Beiträge leisten und ein wissensbasiertes Vorgehen ermöglichen."
Prof. Dr. Susanne Buiter, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Die Geothermie kann eine wichtige Rolle bei der Energieversorgung spielen und uns mit nachhaltiger Wärme versorgen. Die Wärme aus der Tiefe ist erneuerbar und konstant vorhanden, also schwankt nicht wie Wind- und Solarenergie.
Oberflächennahe Geothermie wird schon erfolgreich für zahlreiche Gebäude oder Gebäudekomplexe genutzt. Auch die sogenannte hydrothermale Geothermie wird mehr und mehr eingesetzt und versorgt ganze Stadtteile. Sie nutzt Thermalwasser z.B. aus Sandsteinen oder porösen Kalksteinen in größeren Tiefen. Bruchsal oder München sind Beispiele hierfür. Hydrothermale Geothermie ist aber nur an bestimmten Standorten möglich. Um tiefe Geothermie an vielen Standorten nutzen zu können und die große Energiemenge aus kristallinen Tiefengesteinen wie Graniten gewinnen zu können, ist Forschung notwendig.
Diese Forschung können Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen am besten in einem Untertagelabor wie GeoLaB umsetzen. Denn hier können Experimente direkt im Gestein durchgeführt werden. Die ablaufenden Prozesse kann man dabei genau kontrollieren und beobachten. Mit einer Forschungsbohrung von der Erdoberfläche aus wäre das nicht so direkt und nicht so umfangreich möglich. GeoLaB soll die Geothermieforschung einen entscheidenden Schritt voranbringen.
Geothermische Nutzungssysteme: Oberflächennahe Systeme (links) zur Wärmegewinnung, Kühlung und saisonalen Speicherung. Hydrothermale Systeme zur Wärmegewinnung für Fernwärmenetze (Mitte). Petrothermale Systeme / EGS (Enhanced Geothermal Systems) zur Wärme- oder Stromgewinnung im kristallinen Grundgebirge. © KIT © KIT
Drei Thesen begründen die Notwendigkeit von GeoLaB:
- Eine nachhaltige geothermische Nutzung des kristallinen Grundgebirges für die Energiewende erfordert wissenschaftliche Untersuchungen in einem Untertagelabor.
- GeoLaB erlaubt in situ-Experimente unter reservoirähnlichen Bedingungen und die direkte Beobachtung der komplexen Prozesse in Raum und Zeit.
- GeoLaB ermöglicht die notwendige Grundlagenforschung (z.B. zu Konstitutivgesetzen, Strömungsverhalten in Kluftnetzwerken unter hohen Fließraten, Bruchverhalten) und angewandte Forschung (z.B. zu Bohrlochintegrität).
- Durch eine umweltgerechte Technologieentwicklung können nachhaltige Nutzungsstrategien und damit ein wesentlicher Beitrag zur Versorgungssicherheit und Wärmewende gewährleistet werden.
- GeoLaB legt die Grundlage für die Entwicklung umweltgerechter Strategien zur sicheren Nutzung der Geothermie, wie eine Minimierung seismischer Risiken, und damit auch für ein kontrolliertes und effizientes Management des kristallinen Grundgebirges.
- Damit schafft GeoLaB auch die wissenschaftliche Grundlage für die gesellschaftliche Akzeptierbarkeit der Technologie.
- Als ganzheitliche Forschungsplattform bietet GeoLaB Spitzenforschung über die Geothermie hinaus und schafft Synergien zur Entwicklung heute wirtschaftlich relevanter Geotechnologien.
- Mit GeoLaB wird dringend benötigtes Wissen zur Erschließung großer Untertageinfrastrukturen mit innovativen Methoden (inkl. Virtual Reality) aufgebaut.
- GeoLaB ermöglicht die Zusammenarbeit zwischen Universitäten, Bundeseinrichtungen und der Industrie.
- GeoLaB bietet eine Plattform für Dialog und Partizipation von Bürgerinnen und Bürgern. GeoLaB macht Geowissenschaften erlebbar.