Geothermie

Ziele

Die Nutzung der Erdwärme gehört – gleich wie die Nutzung von Wind- und Sonnenenergie – zu den grossen Herausforderungen der Energieversorgung. Basel verfügt bereits seit langem über ein gut ausgebautes Fernwärmenetz, das eine wichtige Voraussetzung für die wirtschaftliche Nutzung der Erdwärme ist. Deshalb war geplant, in Basel eine Pilotanlage nach dem Hot-Dry-Rock Verfahren zur Produktion von Strom und Wärme zu erstellen. Die Gesamtinvestitionen wurden auf CHF 86 Millionen veranschlagt. Vorgesehen war, einen Wasserkreislauf bis in eine Tiefe von rund 5'000 Metern zu schaffen und den dabei entstehenden Dampf über eine Turbine zu leiten, welche Strom für rund 10'000 Haushalte erzeugt, bzw. das danach anfallende heisse Wasser für die Fernheizung zu nutzen und etwa 3'000 Haushalte mit Wärme zu versorgen.

Tiefenbohrung und Einpressversuch/ Erdbeben

Die Entwicklung des Projektes sollte in zwei Teilschritten erfolgen: einer Explorationsphase, in welcher das geothermische Reservoir im Untergrund schrittweise erschlossen wird, und einer Ausbauphase, in welcher eine zusätzliche Bohrung und die oberirdischen Heizkraftwerksanlagen gebaut werden.

Bis Ende 2006 wurde ein Bohrloch auf 5'000 Meter abgeteuft. Beim anschliessenden Versuch, wasserdurchlässige Risse in dem an sich kompakten Felsgestein zu bilden (wozu Wasser unter hohem Druck in das Bohrloch eingepresst wurde), kam es zu Erdbeben mit einer Magnitude bis 3,4. Die Behörden verfügten darauf die sofortige Einstellung sämtlicher Arbeiten am Bohrloch.

Risikoanalyse

Gestützt auf einen Kredit, den der Grosse Rat im Herbst 2008 gesprochen hat, wurde – nach einer internationalen Ausschreibung - eine umfassende Risikoanlayse über das Projekt in Auftrag gegeben.

Die Arbeiten der Risikoanalyse wurden von einem Fachausschuss, in dem die Universität Basel, der Bund, der Schweizerische Erdbebendienst sowie Spezialisten aus Deutschland und Frankreich vertreten waren, eng begleitet. Der Fachausschuss bestätigt, dass die Arbeiten der vom Kanton beauftragten Arbeitsgemeinschaft SERIANEX mit hohen Fachkenntnissen und in guter Qualität ausgeführt worden sind. Er hält weiter fest, dass die gewonnenen Erkenntnisse grösstenteils nur aufgrund der ausgezeichneten Datenlage möglich waren. Dank den umfassenden Daten, die nach der ersten Phase der Wassereinpressung erhoben wurden, gelang es, ein numerisches Modell zu entwickeln, mit dem die möglichen Auswirkungen des Projektes am Computer simuliert und dargestellt werden konnten.

Die Risikoanalyse, welche Ende November 2009 termingerecht abgeschlossen wurde, kommt zum Schluss, dass der Standort Basel unter dem Aspekt des seismischen Risikos ungünstig ist, um ein geothermisches Reservoir im kristallinen Grundgebirge zu schaffen und zu nutzen. Beim weiteren Ausbau und dem Betrieb der Geothermieanlage würden bei den gegebenen Standortbedingungen mit hoher Wahrscheinlichkeit Beben auftreten, die in ihrer Stärke die bisher stattgefundenen Aktivitäten erreichen oder gar übersteigen können.

Die Verfasser der Analyse betrachten anhand der Beurteilungskriterien der Störfallverordnung das Risiko, dass Personenschäden eintreten können, als gering. Hingegen stufen sie das Risiko von Sachschäden als nicht akzeptabel ein. Um den beabsichtigten Wasserkreislauf im an sich kompakten Felsgestein in 5000 Meter Tiefe zu schaffen, müsste weiteres Wasser unter hohem Druck eingepresst werden, damit sich die in Ansätzen vorhandenen Risse erweitern würden. In dieser Phase muss mit bis zu 30 spürbaren Erdbeben gerechnet werden, von denen bis zu neun die Stärke des Erdbebens vom 8. Dezember 2006 erreichen oder übersteigen könnten. Diese Erdbeben könnten Gebäudeschäden bewirken. Es wird zwar von leichten, nichtstrukturellen Gebäudeschäden gesprochen, die aber doch in der Grössenordnung von rund CHF 40 Mio. liegen. Auch während der angenommen 30 Betriebsjahre der Anlage muss mit 14 bis zu 170 spürbaren Erdbeben gerechnet werden, die einen Sachschaden im Bereich von CHF 6 Mio. pro Jahr bewirken können. Die hohen Schadenskosten sind auf die dichte Besiedlung der Region Basel zurückzuführen.

Die Erkenntnisse der Risikoanalyse sind klar und unmissverständlich: Eine Weiterführung des Projektes "Deep Heat Mining Basel" mit der vorgesehenen Technologie ist am Standort Basel nicht möglich.

Abschluss des Projekts

Zum Abschluss des Projekts wollte die Geopower AG im April 2010 Messungen vornehmen, welche Aufschlüsse über die Wasserdurchlässigkeit des Gesteins und die Eigenschaften des Reservoirs in 5'000 Meter Tiefe bringen sollten. Solche Messung wurden bereits vor Beginn der Wassereinpressung vorgenommen. Aus dem Vergleich der beiden Messungen wollte man Rückschlüsse ziehen über die Auswirkungen der Wassereinpressung und insbesondere über neugebildete Risse im Gestein. Um die Messgeräte auf den Grund des Bohrlochs absenken zu können, musste zuerst mithilfe einer Fräse (sog. coiled tubing) ein Hindernis in einer Tiefe von rund 4'700 Meter entfernt werden.

Die Verstopfung des Bohrlochs erwies sich allerdings als gravierend, so dass die Fräse bereits auf einer Tiefe von 4'704 Meter festfuhr. Auf die abschliessenden Messungen musste deshalb verzichtet werden. Damit ist das Projekt Deep Heat Mining beendet. Ob das bestehende Bohrloch künftig zu anderen Zwecken genutzt werden kann (in einer Tiefe zwischen 2000 und 3000 Meter wurde warmes Wasser gefunden), steht noch völlig offen. In jedem Fall müsste dann ein neues Projekt mit neuer Projektorganisation gestartet werden.

Zum Schluss ist festzuhalten, dass die Resultate des Basler "Deep Heat Mining"-Projekts nicht ohne Wissen um die konkreten Umstände verallgemeinert oder auf andere Standorte übertragen werden dürfen. Die an anderen Orten in der Schweiz und im Ausland initiierten Projekte haben andere Voraussetzungen und sind anders konzipiert als das Basler Projekt.

(Aktualisierung 18.05.10)