Großer Forschungsbedarf in der Geothermie

Die Geothermie stellt eine Schlüsseltechnologie der Energie- und Wärmewende dar. Sie steht ganzjährig und verlässlich zur Verfügung und kann einen wesentlichen Beitrag bei der Dekarbonisierung der Wärmeversorgung leisten. Unabhängig von der Tiefenlage (oberflächennah, mitteltief, tief) kann eine nachhaltige und resiliente Wärme- und Kältebereitstellung im Gebäudebestand, im Neubau sowie für industrielle Prozesse durch Geothermie erfolgen.

Das große Potenzial für eine klimaneutrale Wärmeversorgung ist bisher unzureichend erschlossen. Eine Hochskalierung der Geothermie hat einen bedeutenden Einfluss auf die Gestehungskosten der Wärmeenergie. Des Weiteren kommt der sektorübergreifenden Systemintegration sowie der Systemdienlichkeit der Geothermie eine wichtige Rolle zu.

Förderfähige Forschungsinhalte in der Geothermie

Förderfähig sind Vorhaben, die dabei helfen, die Nutzung der Geothermie effizienter, kostengünstiger oder verlässlicher zu machen. Darunter fallen zum Beispiel die Neu- und Weiterentwicklung geothermiespezifischer Explorationsmethoden, Werkzeuge und Verfahren mit dem Ziel, die Bohr- und Komplettierungskosten zu reduzieren, die Optimierung von Materialien und Komponenten, insbesondere von Pumpen, Filtern und Rohren, die den typischen geothermischen Bedingungen genügen, Mess- und Monitoringsysteme, Minimierung induzierter seismischer Aktivität, Verfahren zum Schutz vor mineralischer Ausfällung und Korrosion, Einsatz von Erdwärmesonden und Großwärmepumpen zur bedarfsgerechten Wärmebereitstellung, Stimulationsverfahren zur Erschließung und Optimierung geothermischer Reservoire sowie innovative Erschließungskonzepte, ein nachhaltiges Reservoirmanagement und die Erschließung neuer Standorte für Geothermieanlagen. Dabei sind auch nichttechnische Innovationen und Aspekte der sozialen Akzeptanz förderfähig, sofern sie an Projekte der angewandten technologischen Entwicklung angegliedert sind.

Wesentliche Aspekte neben den technischen Fragestellungen der Wärmebereitstellung sind auch Fragestellungen zum wirtschaftlichen Betrieb der geothermischen Wärmeerzeugung und -speicherung wie auch die Integration in die Gebäudeversorgung, in regionale Wärmekonzepte, die Konversion bestehender konventioneller Fernwärmenetze und die Entwicklung dazu notwendiger Komponenten, Verfahren und Schnittstellen. Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zur Geothermie weisen somit insbesondere Verbindungen zu den Förderbereichen Gebäude und Quartiere sowie Wärmenetze und Wärmespeicher auf. Darüber hinaus ist geothermische Wärmebereitstellung und -speicherung für Prozesswärme in der Industrie, zum Beispiel in Kombination mit anderen Wärmequellen und Wärmepumpen, ein weiterer Forschungsgegenstand.

Weitere relevante Geothermie-Forschungsthemen

Neben der Erzeugung spielt die Speicherung von Wärme eine zentrale Rolle bei der systemischen Einbindung sowie der Flexibilisierung und Stabilisierung des Energiesystems. Adressiert werden deshalb Untergrundspeicher als saisonale wie auch als situative Speicher. Eine Kopplung mit weiteren erneuerbaren Wärmequellen sowie Konzepte zur systemdienlichen Nutzung und Sektorenkopplung werden angestrebt. Neben den genannten Untersuchungsgegenständen umfasst die Forschungsförderung des BMWK die Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten für die Geothermie und damit die Vorbereitung neuer Geschäftsfelder. Dazu gehört die Kombination mit innovativen Technologien, zum Beispiel neuartigen Wärmepumpen, um beispielsweise hohe Prozesstemperaturen zu erreichen.

Die Förderung beschränkt sich nicht auf Innovationen an Geothermieanlagen und der entsprechenden Peripherie. Die zur Verfügung gestellten Mittel sollen auch dazu verwendet werden, die Geothermienutzung in Deutschland und gegebenenfalls in Exportmärkten durch zusätzliches Erfahrungswissen insgesamt planbarer und sicherer zu machen. Deshalb werden auch Innovationen hinsichtlich der Verfügbarkeit von geologischen Daten, der Risikominimierung, der Digitalisierung und Automatisierung sowie der digitalen Planungs-, Optimierungs- und Regelungswerkzeuge unterstützt. Darüber hinaus sind Aspekte der langfristigen Umweltverträglichkeit sowie des Boden- und Grundwasserschutzes wichtig.