Neue Werkzeuge für die Tiefengeothermie der Rhein-Ruhr-Region
Tiefe Geothermie könnte etwa ein Viertel des gesamten Deutschen
Wärmebedarfs zur Verfügung stellen. In der Rhein-Ruhr-Region (R3) eignet
sich insbesondere Kalkgestein – wie karbonzeitliche Kohlenkalke und
devonische Massenkalke – für die geothermische Energiegewinnung. Diese
Gesteine zeichnen sich infolge von Verkarstung oder Klüftung durch eine
starke hydraulische Durchlässigkeit aus. Gerade diese Eigenschaften machen
sie für die geothermische Nutzung interessant, erschweren aber
gleichzeitig eine verlässliche Vorhersage ihres Potenzials. Sie stehen
daher im Mittelpunkt des Verbundprojekts R3CHAIN, welches vom BMFTR mit
2,1 Mio. Euro gefördert wird.
Die geologische Komplexität von Kalkgestein resultiert nicht nur aus den
vorliegenden Karsten und Klüften sondern auch ausgeochemischen Prozessen,
bei denen sich Mineralien entlang von Kluft- und Karstflächen lösen oder
neu ausfällen. Dadurch können sich Fließeigenschaften, Wärmeinhalt und
Entzugsleistung eines Reservoirs im Betrieb verändern. Auch technische
Anlagen können durch solche Prozesse beeinträchtigt werden.
Projektleiterin Dr. Katharina Alms, Fraunhofer IEG: »Ziel des Projektes
ist es, diese Dynamiken zu quantifizieren und Werkzeuge zu entwickeln mit
denen sich die technische und die wirtschaftliche Nutzung von
Karbonatgestein für die regionale Wärmeversorgung besser planen lassen.«
KI ermöglicht Netzbetreibern und Energieversorgern eigenständigen Zugriff
Das Projekt R3Chain definiert Prozessabläufe im Untergrund sowie
Nutzungskonzepte zur erfolgreichen Planung von Geothermieanlagen und
entwickelt dazugehörige digitale Werkzeuge. Im Einzelnen umfasst dies
folgende Projektmeilensteine:
- Zusammenstellung geologischer und hydrogeologischer Informationen
in einer strukturierten Datenbank.
- Experimentelle Analysen des lokalen Gesteins in der Rhein-Ruhr-
Region insbesondere im Hinblick auf Wechselwirkungen zwischen Gestein und
Fluiden.
- Ableitung einer Potentialkarte für die Rhein-Ruhr-Region zur
Identifizierung von geeigneten -Standorten für die tiefe Geothermie.
- Erweiterung der Fraunhofer eigenen Simulationssoftware PyDoublet
zur Berechnung thermischer Leistung und des Wärmeinhalts von Kluft- und
Karstleitern.
- Entwicklung eines Tiefengeothermie-Moduls für die
Wärmenetzsoftware pandapipes.
Anschließend will das Projektteam einen KI-gestützten Chatbot entwickeln,
der auf die im Projekt entwickelten Datenbanken, Potentialkarten und
Simulationsergebnisse zugreifen kann und lokale Auswertung zur Verfügung
stellt. So können Netzbetreiber und Energieversorger die wirtschaftlichen
Randbedingungen von Tiefengeothermie-Projekten in der Rhein-Ruhr-Region
eigenständig und frühzeitig abschätzen. Kosten der Wärmeintegration für
die Energieversorger und die mögliche Bandbreite der Wärmekosten für die
Endverbraucher werden so transparent.
Förderprojekt des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und
Raumfahrt
Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt fördert
R3Chain mit rund 2,1 Mio. Euro. Projektpartnern sind Fraunhofer IEG, Ruhr
Universität Bochum und Technische Universität Berlin. Der Beirat des
Projektes besteht aus dem Geologischen Dienst, den Stadtwerken Wuppertal
und dem parallelen Förderprojekt Carbscale. R3Chain läuft vom 01. Mai 2026
bis zum 30. April 2029.
