Geowissenschaften: Nachhaltige Speicher im Untergrund – Professor Frank Schilling

Mit der sicheren, umweltverträglichen und bezahlbaren geotechnischen Nutzung des Untergrunds befasst sich der Professor für Technische Petrophysik am Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT und Leiter des Landesforschungszentrums Geothermie (LFZG) Baden-Württemberg.

Wie sich der Untergrund für die Energieversorgung und den Klimaschutz nutzen lässt

Die Tiefe Geothermie kann wesentlich zu einer zuverlässigen und unabhängigen Energieversorgung beitragen. Sie nutzt die im heißen Gestein gespeicherte Wärme, die ständig aus dem Erdinneren ergänzt wird. „Der Untergrund dient dabei als Wärmeübertrager, die Energie wird durch die Förderung warmer bis heißer Grundwässer über eine Bohrung nach oben transportiert“, erklärt Frank Schilling. Geothermie ist emissionsarm, beansprucht wenig Fläche und ist unabhängig von der Tages- und Jahreszeit sowie der Witterung. „An geeigneten Standorten lässt sich zudem Abwärme oder überschüssige Wärme im Untergrund speichern und bei Bedarf herauffördern“, ergänzt der Wissenschaftler. Gesteinsformationen unter der Erde können aber als auch Speicher für Wasserstoff oder für das Treibhausgas CO₂ dienen. Das Abtrennen und Speichern von CO₂ (Carbon Dioxide Capture and Storage – CCS) kann den Klimaschutz unterstützen, bis die Versorgung weitestgehend auf erneuerbare Energien umgestellt ist. „Bei CCS geht es darum, das CO₂ unmittelbar da, wo es entsteht, vor allem an Kraftwerken, Stahl- oder Zementwerken, abzutrennen und in den Untergrund zu verpressen, um es dauerhaft von der Atmosphäre zu isolieren“, erläutert der Experte für Petrophysik und Geotechnik.

Die geotechnische Nutzung des Untergrunds wirft allerdings auch Fragen auf, insbesondere nach der Sicherheit und der Umweltverträglichkeit von Untertagespeichern und Bohrungen. Als Leiter der Abteilung Technische Petrophysik am AGW des KIT sowie Leiter des LFZG Baden-Württemberg befasst sich Professor Schilling mit allen Phasen der Erschließung unterirdischer Geosysteme, von der Ermittlung geeigneter Standorte über Bohr- und Verpressungsmethoden bis hin zur gesellschaftlichen Akzeptanz. Hauptsächlich widmet er sich Fragen der langfristigen Sicherheit. „Dabei geht es besonders um den Schutz des zur Trinkwassergewinnung geeigneten Grundwassers sowie um die Minimierung des Risikos für induzierte Seismizität, das heißt durch menschliche Aktivitäten ausgelöste Erdbeben“, sagt Schilling. Der Geowissenschaftler ist maßgeblich an verschiedenen Verbundvorhaben beteiligt, die sich unter anderem mit der Sicherheit von Untertagespeichern bei zyklischer Belastung, mit der Erschließung, Nutzung und Überwachung von Untergrundspeichern für Wasserstoff, grundlegenden Daten für eine sicherere Endlagerung nuklearer Abfälle sowie mit dem sicheren und effizienten Betrieb von Wasserreservoiren beschäftigen. (or)

Expertenmails mit Prof. Frank Schilling:

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Fotonachweis:
Abbildung: Thermalwasserkreislauf einer hydrothermalen Dublette zur Wärmeversorgung: Eine Dublette besteht aus einer Förderbohrung für das heiße Wasser aus dem Untergrund und einer Rückführbohrung, mit der das abgekühlte Wasser wieder in den Untergrund eingebracht wird. (Abbildung: LFZG)
Porträt Prof. Frank Schilling, AGW, KIT: Jürgen Reichert