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Geothermische Kraftwerke

Geothermische Wärme aus dem Erdinneren kann direkt oder zur Stromproduktion genutzt werden. Um Strom herzustellen, werden allerdings Temperaturen über 120 Grad Celsius benötigt. Diese finden sich in Deutschland nur an wenigen Stellen im Untergrund, etwas im bayerischen Molassebecken. In anderen europäischen Ländern wie Island, Spanien oder Italien wird wesentlich mehr Strom in geothermischen Kraftwerken produziert. Weitere Forschungsaktivitäten haben daher das Ziel, den deutschen Komponenten- und Anlagenbau international wettbewerbsfähig zu halten.

Kraftwerksprozesse mit geschlossenen Sekundärkreisläufen

Um die vergleichsweise niedrigen Temperaturen geothermischer Wärmequellen in Deutschland für die Stromproduktion nutzen zu können, kommen spezielle Kraftwerksverfahren zum Einsatz. Beim Organic-Rankine-Cycle (ORC) wird die geologische Wärme aus dem Erdinneren mittels Wärmetauscher auf ein organisches Lösungsmittel übertragen, das in einem geschlossenen Sekundärkreislauf zirkuliert. Im Vergleich zu Wasser, das üblicherweise in Kraftwerken eingesetzt wird, haben die organischen Lösungsmittel einen höheren Dampfdruck. Sie können ab 90 Grad Celsius in einer Dampfturbine eingesetzt werden. Der Vorteil des ORC-Verfahrens: Der Stromproduktionsprozess kann mit der Wahl des Lösungsmittels und der Höhe des Verdampfungsdrucks an die jeweilige Temperatur der Wärmequelle angepasst werden. Das seltener angewendete Kalina-Verfahren arbeitet mit sogenannten Zweistoffgemischen, etwa mit Ammoniak und Wasser.

Forschungsbedarf mit dem Ziel der Wirtschaftlichkeit

Forschungsarbeiten sollen dazu beitragen, die Wärmeübertragungsanlagen sowie deren Komponenten und Arbeitsmedien zu optimieren. Außerdem müssen die Kühlprozesse weiterentwickelt werden. Da die aus der Tiefe geförderten salzhaltigen Thermalwässer verstärkt zu Korrosion der Anlagen führen, besteht zudem Forschungsbedarf an korrosionsbeständigeren Materialien. Die Forschungsschwerpunkte haben zum Ziel, den Wirkungsgrad der Kraftwerke und ihre Wirtschaftlichkeit zu steigern. Dies geschieht auch dadurch, dass die geothermische Wärme direkt genutzt wird und somit zum Energiemix beiträgt.

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