Warum bohren Wissenschaftler Tunnel, um das Magma zu erreichen?

Auf diese Weise wollen Wissenschaftler eine große Menge an sauberer Energie gewinnen.

Bei diesem Projekt, das im Erfolgsfall eine Premiere in der Wissenschaftsgeschichte wäre, soll im Nordosten Islands am Vulkan Krafla ein Loch durch die Erdkruste bis in eine Tiefe von etwa 2 Kilometern gebohrt werden. Mit über 200 Vulkanen ist Island führend in der Geothermie, bei der Wärme und heißer Wasserdampf gefördert und in flüssiges Wasser oder Dampf umgewandelt werden.

Wie Populer Science Türkçe berichtet, wird der Dampf anschließend durch Turbinen geleitet und zur Strom- und Wärmeerzeugung, in der Lebensmittelherstellung sowie zum Heizen genutzt, was wiederum zahlreiche Gewächshäuser mit Energie versorgt.

Laut der Website für grüne Energie, Energy Transition, werden etwa 90 Prozent der Haushalte in Island mit geothermischer Energie beheizt. Die geothermische Energie liegt jedoch bei etwa 250°C und ist damit kühler als der Dampf in fossilen Kraftwerken, der etwa 450°C erreicht. Daher könnte die Nutzung der Magmakammer eine weitaus stärkere Energieversorgung ermöglichen und die gesamte Energiereserve des Landes erhöhen.

Der Vulkanologe John Eichelberger von der University of Alaska Fairbanks erklärte gegenüber dem Magazin New Scientist: „Bei diesen niedrigen Temperaturen bleibt es ziemlich ineffizient. Deshalb gibt es ein Interesse an der Entwicklung superheißer Geothermie.“

Projektleiter Björn Þór Guðmundsson sagte gegenüber der Zeitung Daily Mail:

„Das Ziel der Energiegewinnung aus superheißer Geothermie in der Nähe von Magma ist es, dass diese Bohrlöcher im Vergleich zu herkömmlichen Bohrlöchern bis zu doppelt so leistungsstark in Bezug auf die Energieerzeugung sind.“

„MIT DER GLEICHEN ENERGIEAUSBEUTE KÖNNEN WIR 1 STATT 10 BOHRLÖCHER ANLEGEN.“

Das Projekt, das von der isländischen Magma-Forschungsorganisation Krafla Magma Testbed (KMT) geleitet wird, ist eine Fortsetzung einer Studie aus dem Jahr 2009. In dieser Studie versuchte ein Forschungsteam, das in einem nahegelegenen Kraftwerk arbeitete, ein Bohrloch in der Nähe einer Magmakammer anzulegen, aus der seit den 1970er Jahren am Vulkan Krafla geothermische Energie gewonnen wird.

Obwohl das Ziel des Projekts lediglich darin bestand, die Nähe der Kammer zu erreichen und geothermische Energieoptionen zu untersuchen, stieß man versehentlich in die Magmakammer vor, da diese nicht so tief lag wie erwartet. Als die Sonde auf das Magma traf, korrodierte der Stahl der Bohrlochverkleidung, und die 450°C heiße Hitze zerstörte das Bohrloch.

Die Wissenschaftler bei KMT arbeiten im Rahmen des neuen Projekts an Materialien, die diesen sengenden Temperaturen standhalten können.

Ein weiterer wichtiger Fortschritt bei dem Projekt ist laut dem Magazin New Scientist die Bestätigung, dass das Anbohren der Magmakammer keinen Vulkanausbruch auslösen wird.

„Eines der Hauptziele von KMT ist die Entwicklung von Bohrlöchern mit den richtigen Materialien, die diesen Bedingungen standhalten können“, sagte Guðmundsson gegenüber der Daily Mail. Der Krafla, der seit der Gründung des Landes etwa 29 Mal ausgebrochen ist, gehört zu den explosivsten Vulkanen Islands. Der letzte Ausbruch ereignete sich im Jahr 1984.

Der Vulkan, der im Dezember ausbrach, befand sich in der Nähe der Fischerstadt Grindavik im Südwesten Islands.

Die Wissenschaftler bei KMT schrieben in einem Artikel aus dem Jahr 2018: „Die Nutzung von superheißem oder superkritischem Dampf aus der angrenzenden Wärmequelle könnte den Energietransport an die Oberfläche verdoppeln und die Effizienz der Umwandlung in Strom um das 3,5-Fache steigern.“

„In Kombination mit den Vorteilen eines kontinuierlichen Betriebs, dem Wegfall von Brennstoff- oder Abfalltransporten, begrenzten CO2-Emissionen und Fortschritten bei der HVDC-Energieübertragung (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung) über große Entfernungen könnte die Geothermie das Spiel bei der Stromerzeugung grundlegend verändern.“

Das Projekt wird den Wissenschaftlern bei KMT zudem helfen, die Magmakammer mit Sensoren zu beobachten, die Druckmesswerte liefern. Auf diese Weise könnten auch die Vorhersagen für Vulkanausbrüche verbessert werden.

Laut der Daily Mail gehören zu den weiteren Experimenten vor 2030 die Injektion von Flüssigkeit in die Kammer, um Druck und Temperatur zu verändern und die Ergebnisse zu messen.

„Das Bedürfnis, magmatische Systeme zu verstehen, Strategien zur Vulkanbeobachtung zu verbessern und eine neue Generation von geothermischer Energie mit hoher Wärmespeicherung zu entwickeln, treibt das Projekt voran“, schreiben die Wissenschaftler bei KMT in ihrem Artikel von 2018.

Die Forscher führen weiter aus: „Die Beobachtung des Temperaturprofils an der Decke einer Magmakammer wird den tatsächlichen Wärmefluss vom Magma in das hydrothermale System aufzeigen. Mit dieser beispiellosen Beobachtung werden das Potenzial und die Nachhaltigkeit von superheißen geothermischen Systemen (SHGS) getestet.“

„SHGS sind Systeme mit Temperaturen über 350°C.“