de.wedoany.com-Bericht: Das europäische Forschungsprojekt UPLIFT zielt darauf ab, die Wärmewende durch die Entwicklung zuverlässiger und wirtschaftlicher geothermischer Wärmequellen voranzutreiben. Der vollständige Name des Projekts lautet „Unlocking Petrothermal Lithologies through Innovative Fracture Technologies". Beteiligt sind Partner aus fünf Ländern, die gemeinsam an einer innovativen Bohrtechnologie für tiefe Geothermie forschen.
Zu den Entwicklungszielen des Projekts gehören die Modernisierung bestehender Geothermiebohrungen für eine effizientere Nutzung sowie die Senkung des wirtschaftlichen Risikos bei der Erschließung neuer Bohrungen. Die Laufzeit des UPLIFT-Projekts erstreckt sich von Mai 2026 bis April 2030. Es wird mit 10,9 Millionen Euro (9,25 Millionen Pfund Sterling) aus dem EU-Forschungs- und Innovationsprogramm „Horizont Europa" gefördert (Fördervertrags-ID: 101269511) und vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geowissenschaften koordiniert.
Zu den Konsortialpartnern gehören das Fraunhofer-Institut für Energieinfrastrukturen und Geothermie (Fraunhofer IEG), die Karls-Universität Prag (Charles University), Geo-Energie Suisse, Solexperts AG, das Swedish Fraunhofer-Chalmers Centre for Industrial Mathematics, die ETH Zürich sowie die European Federation of Geologists. Das Gesamtbudget des Projekts beträgt rund 12,2 Millionen Euro. Ziel ist es, Geothermie zu einer zuverlässigeren, wirtschaftlicheren und besser vorhersagbaren Wärmequelle für die zukünftige Energieversorgung zu machen.
Das UPLIFT-Projekt entwickelt Technologien zur Verbesserung des Zugangs zu Aquiferen, darunter einen neuartigen Prototypen für Mikroturbinenbohrungen (MTD). Diese Technologie soll Kosten, Risiken und Entwicklungszeit von Geothermieprojekten reduzieren. Das Projekt wird Labortests im Schweizer Untergrundlabor „BedrettoLab" durchführen, digitale Modelle verbessern und den Betrieb von Geothermiekraftwerken durch neue Echtzeit-Überwachungssysteme unterstützen. Diese Lösungen werden unter realen Bedingungen am Forschungszentrum RINGEN (Research Infrastructure for Geothermal Energy) in Litoměřice, Tschechien, demonstriert.
Niklas Geißler, Leiter der Gruppe Mikrobohrtechnik am Fraunhofer-Institut für Energieinfrastrukturen und Geothermie, weist darauf hin, dass viele Geothermieprojekte aufgrund zu geringer Wasserproduktion in der Tiefe nicht die erwartete Wärmeleistung erzielen. Mit der MTD-Technologie können bestehende Bohrungen gezielt erweitert werden, was die Erfolgschancen von Projekten erhöht und die Umsetzung beschleunigt. Der einzigartige Vorteil dieser Technologie liegt darin, dass kleine Seitenabzweigungen aus bestehenden Bohrlöchern gebohrt werden können, wodurch mehr unterirdische Bereiche erschlossen und der Kontakt zu wasserführenden Gesteinsschichten verbessert wird, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, heißes Wasser zu gewinnen. Diese Methode ist für Entwickler und Betreiber von Geothermieprojekten attraktiv, da sie bestehende Investitionen besser nutzen und technische Risiken senken kann.
Im Rahmen des UPLIFT-Projekts baut und testet das Fraunhofer-Institut für Energieinfrastrukturen und Geothermie einen speziell für die Geothermie maßgeschneiderten MTD-Prototypen für den Einsatz unter realen Bedingungen. Die Technologie wird in einem drei Kilometer tiefen Bohrloch des tschechischen RINGEN-Forschungszentrums umfassend getestet. Die Projektpartner möchten zeigen, wie bestehende Bohrungen effektiv erweitert werden können und welchen Beitrag dies zur Leistungssteigerung geothermischer Systeme leistet. Der Prototyp zielt darauf ab, bestehende Bohrlöcher durch zusätzliche Abzweigungen im Untergrund zu erweitern, sodass die Bohrung mehr wasserführende Zonen durchdringt. Die Forscher untersuchen, wie stark die Systemleistung dadurch gesteigert werden kann.
Das Kernstück der Mikroturbinenbohrtechnologie ist eine vom Fraunhofer-Institut für Energieinfrastrukturen und Geothermie entwickelte Mikrobohrturbine mit einer Länge von weniger als fünf Zentimetern und einer Breite von weniger als vier Zentimetern. Die Rotation wird durch Wasserdruck von einem flexiblen Schlauch angetrieben. Ein Ablenkschuh führt die Turbine seitlich aus dem bestehenden Bohrloch in die gewünschte Tiefe. Ein Diamantbohrkopf zerkleinert das Gestein mit hoher Geschwindigkeit, und die Bohrspäne werden mit Wasser ausgespült. Je nach Gesteinsart beträgt die Bohrgeschwindigkeit etwa einen Meter pro Stunde. Kameras, akustische Sensoren und die Analyse des Rückflusses überwachen den Prozess und ermöglichen präzise Arbeiten selbst in engen Bohrlöchern. Diese Methode benötigt keine teuren konventionellen Bohranlagen (bohrlochfrei) und eignet sich für bestehende oder reaktivierte Bohrungen. Die MTD-Technologie erzeugt kleine Seitenlöcher (Mikro-Seitenabzweigungen) aus bestehenden Bohrlöchern, wodurch die Kontaktfläche zwischen Bohrloch und Gestein erheblich vergrößert und somit die Wasserdurchlässigkeit – also die Entnahme und Injektion von Flüssigkeiten – verbessert wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Perforationen dringen diese Löcher fünf- bis zehnmal tiefer in die Formation ein und vermeiden schädigende Auswirkungen auf das Gestein. Die MTD-Technologie kann in verschiedenen Gesteinsarten eingesetzt werden, darunter kristalline Hartgesteine (wie Granit oder Basalt), Sedimentgesteine (wie Sandstein, Tonstein und Kalkstein) sowie Evaporite (wie Steinsalz). Sie eignet sich für Anwendungen wie Grundwassermanagement, Erdöl und Erdgas, Erschließung geothermischer Reservoire, Lithiumgewinnung aus Salzlösungen sowie unterirdische Energiespeicherung.
