Die tiefste Bohrung der Welt: Neue Form der Geothermie?

Im Erdkern steckt unfassbar viel Energie! Er ist heißer als die Oberfläche der Sonne und alleine 0,1% der dort gespeicherten Energie würden ausreichen, um den Energiebedarf der gesamten Welt für 20 Millionen Jahre zu decken. Geothermie macht aber nur etwa 0.3% der weltweiten Energieversorgung aus, denn der Großteil dieser Wärmequelle liegt mehrere Kilometer unter der Erde und der Zugang dazu ist extrem schwierig. Ein Start-Up vom MIT möchte genau das ändern und es ermöglichen überall auf der Welt diese nachhaltige Energie fördern zu können und damit viele fossile Energieträger zu ersetzen. Und dafür muss 20 km tief gebohrt werden, also tiefer als je zuvor! Wie das Start-up eine so tiefe Bohrung schaffen will, wie realistisch das Projekt in der Umsetzung ist und welches Potenzial wirklich in der Geothermie steckt, darum geht es im heutigen Video.

Dieses Video ist in meinem Breaking Lab-Team entstanden. Verantwortlich aus der Redaktion: Emily Ulmen, Johannes Polotzek, Jacob Beautemps; Editing: Jonathan Arndt, Saskia Mittermeier.

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Ich bin Jacob Beautemps und mache gerade meinen Doktor an der Universität zu Köln. Vor drei Jahren habe ich zusammen mit Philip Häusser diesen YouTube Kanal gegründet und seit 2018 stehe ich nun selbst vor der Kamera. In meiner Forschung an der Uni geht es um das Thema "What comprises a successful educational YouTube video?: the optimization of YouTube videos’ educational value through the analysis of viewer behavior and development via machine learning." Oder kurzgesagt: Wie lernt man auf YouTube und wie können wir das mit künstlicher Intelligenz optimieren. Dies fließt natürlich stark in meine YouTube Videos mit ein, denn hier geht es auch darum möglichst viel über Physik, Chemie, Technik und andere naturwissenschaftliche Themen zu lernen.

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[BreakingLab]

Es hat sich ein kleiner Fehler eingeschlichen, den einige von euch auch schon entdeckt haben :D Ihr habt natürlich Recht, ein Windrad hat mittlerweile zwischen 2-4MW Leistung durchschnittlich. Deshalb bräuchte man für die 35MW nur ca. 10-15 Windräder als Vergleich!

[m_kyosis]

Hinter Quaise steckt leider ziemlich viel Hype. Derzeit existiert die Technologie nur auf dem Papier und demnächst sind wohl erste Laborversuche geplant. Ich habe meine Masterarbeit über alternative Bohrtechnologien in der Geothermie geschrieben und promoviere jetzt in dem Gebiet. Ich finde es grundsätzlich gut, dass an neuen Technologien geforscht wird, jedoch stören mich an dem Grundsatz von Quaise einige Dinge: Man bohrt nicht einfach mal 20 km. Je nach Standort wird das Gestein beginnend ab einer Tiefe von ca 10 km immer plastischer, wodurch sich gebohrte Löcher in kürzester Zeit wieder schließen oder verformen. Das automatische Verglasen der Bohrlochwand ist im Reservoir leider ziemlich kontraproduktiv. Man muss ja auch noch irgendwie die Fluide fördern können. Mit einer dichten Bohrlochwand wird es da eher schwierig. Wir sollten uns von daher erstmal darauf konzentrieren einfach erschließbare Reservoire in DE vollständig zu erschließen. Alleine mit diesen lassen sich bereits 25 % des deutschen Wärmebedarfes decken.

[sebbok]

Was du völlig außer Acht lässt: Was passiert wenn wir ähnlich tief bohren wie die Zwerge in Moria und dabei dann unbeabsichtigt einen Balrog wecken? Eine nicht zu unterschätzende Gefahr!

[onlymediumsteak]

In Europa gibt es ebenfalls ein Unternehmen welches an einer ähnlichen Technik arbeitet, GA drilling aus der Slowakei, wird auch seit Jahren von der EU gefördert.

[VampireSilence]

Ich würde definitiv die Geothermie über viele Energiearten vorziehen, allerdings darf das Grundwasser unter keinen Umständen verschmutzt werden. Das wäre ein Deal-Breaker. Daher wäre ich dafür diese Technologie schnellstmöglich gründlich zu untersuchen und dann ggf. an den Start zu bringen!

[RRokitansky]

Bei 4:00: Wenn der Druck in der genannten Tiefe 22 bar beträgt, dann ist das nicht das 220 fache des Luftdrucks auf der Erdoberfläche, sondern nur das 22 fache, denn der Oberflächendruck beträgt etwa 1, 0 bar.

[peterbrandt]

Ich würde sogar soweit gehen und sagen, lieber jetzt an einem ehemaligen Kohlekraftwerk testen, obwohl die Technologie eventuell Risiken birgt, anstatt mit Fracking zu beginnen, wo wir wissen, dass es nachhaltige negative Konsequenzen gibt.

[joerghesterberg]

Wie bekommst du die Spülung aus 20.000 Metern nach oben um das Bohrklein aus dem Bohrloch zu bekommen. Zusätzlich zu der in 20.000 Metern herrschenden Temperatur kommt die durch das (Laserbohren) entstandene Temperatur die irgendwie abgeführt werden muß. Schon bei 200 Grad Celsius ändern sich die Festigkeitswerte. Aus welchem Material soll die Leitung/Strang sein, je nach Querschnitt würde ein Kabel bei 5000-7000 Meter Länge durch sein Eigengewicht reißen. Hast du den Formationsdruck berücksichtigt der auf den Geostatischen Druck addiert werden muß. Ich würde dir raten dich mit Prof. Matthias Reich an der Uni Freiberg in Verbindung zu setzen. Hat übrigens auch einen Videokanal.

[goldkat]

Hach wenn ich etwas über diese unglaublich innovativen Erfindungen höre fällt es mir immer schwer zu glauben, wie weit wir es schon auf die Spitze getrieben haben. Ich glaube wenn wir die nächsten 50-100 Jahre überstehen steht uns eine wunderbare Zukunft bevor.

[arthurnemeth]

Zwei Fragen fallen mir dazu ein.
1. Was passiert wenn man bei der Bohrung auf ein Material trifft, dass nicht verglast?
2. Kann man dabei auf Materialien treffen die sich zwar nicht bei der hohen Umgebungstemperatur entzünden, allerdings bei den viel höheren Temperaturen durch die Bohrung?

[xXxLolerTypxXx]

Ich sehe das Ganze als ziemlich schwierig zu realisieren an. Einmal sprechen wir selbst bei einer einwandfreien Bohrung von einer Energie im Gigawattstundenbereich, die zum Verdampfen von einer 20km tiefen Gesteinssäule nötig wäre. Dann wären da noch die Fragen, wie gut das Gestein die Millimeterstrahlung absorbiert, oder ob etwas davon wieder reflektiert wird, und wenn ja wie viel. Außerdem, wohin wird das verdampfte Gestein transportiert. Entweder es setzt das Bohrloch weiter oben zu, oder es setzt das Rohr zu, durch das die Strahlung transportiert werden soll.
Ich bin mal gespannt, aber ich denke, man sollte sich davon (noch) nicht zu viel erhoffen.

[Leon-kcir]

Liebes breaking lab team,
mal wieder ein großartiges Video!
Ich finde es klasse über was für innovative und spannende Sachen ihr berichtet. Nur leider hört man von diesen, teilweise wirklich sinnvollen Idee nie wieder was und weiß auch nicht, ob diese relevant sind.
Ich fänd es super, wenn ihr Mal ein Video zu den realistischsten Projekten, die bisher vorgestellt habt, machen würdet und den derzeitigen Stand aufzeigen könnten.
MfG Leon

[jankemper]

Ich habe mich schon länger gefragt warum Geothermie so wenig Aufmerksamkeit bekommt, und nicht mit ähnlichen Forschungsressourcen wie zum Beispiel ITER ausgestattet wird. Ich denke es könnte einfacher sein ein tiefes Loch zu bohren, als eine Fusion dauerhaft mit positiver Energiebilanz zu beherrschen. Zumal in der Bohrindustrie bis heute kein innovativeres Verfahren angewendet wird, als beim Aufhängen eines Badezimmerspiegels (natürlich überspitzt).

Andersherum investiert die Öl- und Gasindustrie sicherlich seit Jahrzehnten in Bohrtechnologie. Also ist es wohl doch nicht so einfach wie es es sich anhört.

[marcor]

Noch ein Vorteil: Es wird keine Seismizität induziert! Gerade in Gegenden mit natürlicher Seismizität oder historischen Gebäuden ist das sehr gut. Kritisch sehe ich auch, dass ein Medium mit 22 bar nicht ohne weiteres an die Oberfläche mit 22 bar ankommt. Der Druck geht flöten und dabei wird alles mögliche an Gasen frei (aktuelles Problem in der Geothermie)

[michaelwatzl]

Wenn das stimmt und funktioniert, dann wäre das ein wirklicher Fortschritt in der Versorgung mit einer unendlichen Energiequelle.

[engineer]

Ich glaube das größte Problem wird sein das Material aus dem Bohrloch zu bekommen. Mag sein, dass das Gestein am Bohrkopf verdampft, aber sobald sich der Dampf abkühlt schlägt er sich an der Wand nieder. Da hilft auch kein Argon zum Spülen. Die Temperatur müsste bis zum oberen Ende des Bohrlochs gehalten werden, oder das Silizium aus dem Gestein müsste zu einer bei Normaltemperaturen gasförmigen Verbindung reagieren (So wie es beim Laserschneider mit Holz passiert)

[AlphazerstoererX]

Edit: Die Angabe von Breaking Lab stimmt schon, ich hab mich um 3 10er Potenzen vertan. Ich dachte 10^6 Pa sind bereits Gigapascal, allerdings ist das erst Megapascal.
Da ich in Klausuren nicht mit Mega oder Giga rechne, sondern nur in 10^x Pa Passt alles :)

Ursprünglicher Kommentar:
1 bar = 0, 1 GPa, nur so am Rande.
Habt mir grad n ordentlichen Schrecken eingejagt, weil ich kurz dachte ich hätte das in meiner Strömungs Klausur falsch gemacht xD

[mjoelnir]

Er übertreibt die Schwierigkeit mit den jetzt vorhandenen Techniken Geothermie zu nutzen. Die Erwärmung ist normalerweise 1° pro 33 Meter, oder 3° je 100 m außerhalb von vulkanisch aktiven Gebieten. Das gibt bei 5 km Tiefe 150°, das betrifft "kalte" Gebiete. Das reicht aus für Elektrizität und/oder Fernwärme. Es gibt aber viele Bereiche, auch in Deutschland, wo höhere Temperaturen dichter an der Oberfläche liegen. Der Vorteil von Geothermie sind geringe Betriebskosten und lange Nutzung der Anlagen, der Nachteil sind hohe Investitionskosten.

[christianraafkes]

Erinnert mich an den Film : the core der innere kern

[hubertroscher]

(9:18) ich bin auch ein ziemlicher Fan dieser Technologie. 👍😀
Es müssten sich im Prinzip alle Arten von Kraftwerken, die mit Dampf-Turbinen arbeiten, also neben den Kohlekraftwerken auch die öl- und gasgefeuerten und zusätzlich auch die Kernkraftwerke auf Geothermie umstellen oder zumindest die Bauteile, wie Dampfturbinen, Generatoren und diverse Hilfsaggregate des Turbinenbereichs, dafür wiederverwenden lassen.