Die deutsche Energiewende steht vor der Herausforderung, nachhaltige Alternativen zum Kohlestrom zu finden. In diesem Kontext rückt die Geothermie vermehrt in den Fokus, insbesondere in Nordrhein-Westfalen (NRW). Eine aktuelle Studie des Fraunhofer-Instituts für Energieinfrastrukturen und Geothermie (IEG) untersucht das Potenzial verkarsteter Kalkgesteine im Raum Iserlohn für die Wärmewende.
Geologische Voraussetzungen und deren Bedeutung
Die Forschung konzentriert sich auf Gesteine aus dem Devon, die vor etwa 400 Millionen Jahren als Sedimente abgelagert wurden und durch tektonische Aktivität verändert sind. Diese werden durch Tiefenwasser über Millionen von Jahren aufgelöst, was die Bildung von Spalten und Hohlräumen begünstigt. „Unsere Ergebnisse zeigen: verkarstete Gesteine in 2 bis 3 Kilometer Tiefe können für Energieversorger ein echtes Reservoir für die Wärmewende sein“, erklärt Manfred Heinelt, Studienleiter am Fraunhofer IEG.
Eigenschaften der verkarsteten Kalkgesteine
Die Untersuchungen belegen, dass diese verkarsteten Kalkgesteine signifikant höhere Porositäten und Durchlässigkeiten aufweisen, was die Strömung von Tiefenwasser erleichtert. Im Vergleich zu unveränderten Kalkgesteinen erreichen diese Einheiten Porositäten von bis zu 14 Prozent. Dies erhöht die wirtschaftliche Nutzbarkeit, da potenzielle Standorte mehr hydraulische Reserven bieten, als bisherige Bohrdaten vermuten ließen.
Methodik der Untersuchung
Das Fraunhofer IEG nutzte verbesserte Labormethoden, um Proben aus großen Tiefen zu analysieren. Dabei wurden Dichte, Wärmeleitfähigkeit und akustische Eigenschaften unter Druck- und Temperaturbedingungen gemessen, die in 2.000 bis 3.000 Metern Tiefe herrschen. Ergänzend kam ein Computertomograph zum Einsatz, um das innere Hohlraumsystem im Gestein detailliert sichtbar zu machen. Die gewonnenen Daten flossen in ein Computermodell ein, welches das geothermische Wärmeangebot der Gesteine abschätzt.
Ergebnisse und Potenzialbewertung
Die Studie ergab, dass mit über 90-prozentiger Wahrscheinlichkeit die theoretischen Wärmemengen im Untergrund von Iserlohn bei über 87 Tera-Joule liegen. Dies entspricht dem Jahreswärmebedarf von etwa 1.500 Haushalten. Besonders hohe Werte treten dort auf, wo die Devon-Kalkgesteine größere Mächtigkeiten und höhere Temperaturen aufweisen, was das Potenzial für eine geothermische Nutzung unterstreicht.
Einfluss der geologischen Komplexität
Die Verkarstung beeinflusst maßgeblich die Eigenschaften des geothermischen Reservoirs. Die Studie schafft einen methodischen Rahmen zur Charakterisierung komplexer Kalksteinsysteme in NRW und unterstützt Kommunen bei der Planung zukünftiger Erschließungsgebiete. Dadurch wird ein präziseres Bild über das geothermische Potenzial der Region vermittelt.
Zusammenarbeit und Publikation
Die Studie entstand in Kooperation mit der Ruhr Universität Bochum und der Technischen Hochschule Georg Agricola. Veröffentlicht wurde sie in der Zeitschrift „Geothermics“ unter dem Titel „Geothermal potential of karstified Devonian carbonates in NW Germany“. Diese Arbeit wird im Rahmen des Projektes »Reallabor Geothermie Rheinland« vom Bund und dem Land NRW gefördert.
Reallabor Geothermie Rheinland: Ein F&E-Projekt
Das Reallabor Geothermie Rheinland dient der Untersuchung von hydrothermaler Geothermie im Rheinland und umfasst tiefgreifende Bohrungen sowie geophysikalische Erkundungen. Die gewonnenen Daten sollen zukünftigen Projekten von Wärmeversorgern, Projektentwicklern und Kommunen als Basis dienen.
Schlussfolgerung
Die Erkenntnisse über die geothermischen Potenziale der verkarsteten Kalkgesteine im Raum Iserlohn bieten wertvolle Informationen für die zukünftige Energieplanung. Die Forschungen tragen dazu bei, neue Perspektiven für eine nachhaltige und regionale Energiequelle – die Geothermie – in NRW zu eröffnen.
