Geothermie: Coiled-Tubing gegen Ablagerungen

„Durch leicht anwendbare Technologie wollen wir die Effizienz der geothermischen Energiegewinnung steigern", erklärt Volker Wittig, Projektleiter am Fraunhofer IEG. „Die zuverlässige Integration der Energieform Geothermie in den europäischen Energiemarkt hilft es, Wertschöpfung zukunftsfest und regional zu gestalten."

Ausfällungen aus heißem Thermalwässern entsprechen bekannten Phänomenen wie Tropfsteinen in Höhlen, Sintern an Wasserquellen, Kalkflecken am Fenster oder dem sprichwörtlichen „verkalkten Heizstab“ von Spül- und Waschmaschine: Gelöste Bestandteile des Wassers werden zum Feststoff, wenn sich Temperatur oder Druck ungünstig ändern. In technischen Anlagen wie Waschmaschinen oder geothermischen Heizwerken können sie die Funktion und Effizienz beeinträchtigen und somit Wartungs- und Ersatzteilkosten verursachen. Die Entfernung mit klassischen Methoden führt zu Ausfallzeiten und Stillständen des Betriebes.

Ziel von Rosiger ist die Entwicklung eines kontinuierlich laufenden, sicheren und wirtschaftlichen Verfahrens zur Entfernung mineralischer Ablagerungen in tiefen Geothermiebohrungen. Bei der Aufwältigung werden Bohrungen, die sich durch mineralische Ablagerungen verengt haben, erneut aufgebohrt – aufgrund des Bedarfs an Zeit, Material und Personal ein teures und aufwendiges Verfahren.

Zentral im Projekt Rosiger ist deshalb die Coiled-Tubing-Technologie. Klassischerweise wird ein starres, fortlaufend zu verschraubendes Bohrgestänge verwendet, um Werkzeuge im Bohrloch zu platzieren und zu betreiben. Im Coiled-Tubing wird kontinuierlich ein flexibles, aufgewickeltes Stahlrohr oder ein Flexschlauch eingesetzt – mittlerweile auch in großkalibrigen Bohrungen. Der Aufwand für den kontinuierlichen Betrieb der Technologie und die eigentliche Aufwältigung der Geothermiebohrungen sinkt deutlich. Im Idealfall lässt sich zukünftig der Ab- und Austrag von Ablagerungen sogar in den laufenden Betrieb der Geothermieanlage integrieren.

Das entwickelte Verfahren könnte die Marktstandards für Tiefbohrungen verändern. Es eröffnet Möglichkeiten für deutliche Kosteneinsparungen und langfristig hohe Produktionsraten. Das Verfahren wird beispielhaft im geologischen Untergrund des Malms, einer Kalkgesteinsschicht in Bayern, erprobt, kann jedoch auch in allen anderen Geologien angewendet werden. Neben der Beseitigung von mineralischen Ablagerungen an den Rohrwänden und im Bohrloch soll die Technik auch zukünftig für generelle Aufwältigungen wie der Entsandung von Bohrungen, Entfernung von Blockaden durch Salzablagerungen und weitere Arbeiten einsetzbar sein.

Das Verbundvorhaben „Rosiger – Removal of Scaling in Deep Geothermal Wells without Reservoir Interference/Effiziente, kontinuierliche Entfernung von mineralischen Ablagerungen in tiefen geothermischen Bohrlöchern ohne Beeinträchtigung des Reservoirs" wird über den Projektträger Jülich vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms „Geothermische Energie" für 3 Jahre mit rund 3 Millionen Euro gefördert. Partner im Vorhaben sind die Stadtwerke München. Auf das Teilvorhaben Remove der Fraunhofer IEG entfallen 800.000 Euro. Das Verbundvorhaben baut auf dem Vorgängerprojekt Rosig auf.