Nr. 32/2013 vom 08.08.2013

Keine Energie ist heil und rein

Zuerst bebte die Erde in Basel, jetzt auch in St. Gallen: Geothermie birgt Probleme, mit denen man sich ernsthaft beschäftigen muss. Zum Beispiel die radioaktiven Abfälle, die sie verursachen kann.

Von Susan Boos

Geothermie als Wunderwaffe – sie ist unerschöpflich und sauber. Diese Woche stank es nun aber um Schlattingen TG östlich von Schaffhausen nach faulen Eiern. Die Leute riefen auf der Gemeinde an und beklagten sich. Gemüsebauer Hansjörg Grob lässt seit einigen Monaten in Schlattingen nach heissem Wasser bohren, weil er damit seine Treibhäuser heizen möchte. Man hat tatsächlich heisses Wasser gefunden. Nur enthält es Schwefel. Und das stinkt nach faulen Eiern, so, wie es in vielen Thermalbädern riecht.

Gefährlich ist das nicht, aber lästig. In den letzten Tagen hat man mit technischen Mitteln versucht, den Gestank zu minimieren. Im Moment geht es auch erst um einen Probebetrieb, der höchstens sieben Wochen dauern soll, um herauszufinden, ob ausreichend heisses Wasser hochkommt. Wenn ja, würde man später einen geschlossenen Kreislauf einrichten, sodass es gar nicht mehr stinken würde.

Die Bohrung von Schlattingen ist ein schönes Beispiel: Geothermiebohrungen sind immer gut für Überraschungen. Oft holt man mit dem warmen Wasser Stoffe aus dem Boden, die man gar nicht oben haben möchte – wie zum Beispiel in Island.

Dort hat sich unweit des internationalen Flughafens Keflavik die berühmte Blue Lagoon gebildet. Die Lagune ist das Abfallprodukt eines Kraftwerks, das aus heissem Wasser Strom produziert. Das Kraftwerk lässt silikathaltige Abwässer in die Umgebung ab. Die Silikate fallen aus, verstopfen die Poren des Vulkangesteins und dichten es ab, weshalb der See beständig wächst. Die IsländerInnen haben mittlerweile eine einträgliche Touristenattraktion daraus gemacht. Die Gegend um die Lagune ist unwirtlich, sonst würde man diese wohl eher als Umweltproblem wahrnehmen.

Strahlende Schlämme

In der Schweiz kommen kaum je Silikate aus dem Boden, weil die geologischen Verhältnisse völlig anders sind. In Deutschland hat man aber zum Teil bei Geothermieanlagen Probleme mit salzhaltigen Wassern, was auch hierzulande in gewissen Regionen passieren könnte. Sicher muss man aber mit strahlenden Partikeln, sogenannten Radionukliden, rechnen.

Die Geo-Energie Suisse AG, die diverse Geothermieprojekte realisieren will (sie gehört sieben Schweizer Energieunternehmen, unter anderem den Zürcher Stadtwerken und den Industriellen Werken Basel), ist sich der Problematik bewusst. Zum Umweltverträglichkeitsbericht gehört denn auch ein Bericht des Strahlenschutzexperten Heinz Surbeck, der sich detailliert mit den «möglichen Problemen mit natürlichen Radionukliden bei Geothermieprojekten» auseinandersetzt.

Jedes Gestein in der Schweiz enthalte Spuren von Uran, Thorium oder Kaliumisotopen, konstatiert Surbeck. Gewisse Gesteinsformationen respektive Gewässer sind aus geologischen Gründen stärker mit Radionukliden belastet als andere. Surbeck schreibt: «In der Molasse sind häufig sehr lokale Urananreicherungen in Fossilien zu finden (…). Hohe Uran-Aktivitäten wurden auch in Sedimenten des Permo-Karbons gefunden, insbesondere im Verrucano des Unterwallis und im Ilanzer Verrucano.» Bohrt man nun in einer stark uranhaltigen Schicht nach Wärme, holt man auch mehr Radionuklide hoch.

Beim Bohren entstehen Schlämme, die radioaktiv belastet sein können. Für die Bevölkerung stellt das keine Bedrohung dar, solange man mit den Schlämmen sorgsam umgeht. Aufpassen muss das Personal, wenn sich in Rohren oder Pumpen Ablagerungen bilden. Surbeck: «Strahlenschutzprobleme können dort auftreten, wo sich Radionuklide an Verkrustungen im Leitungssystem oder im Filterschlamm anreichern. Das kann zu erhöhter Strahlung an Arbeitsplätzen führen. Wesentlicher ist aber die Gefahr einer Kontamination beim Umgang mit diesen Ablagerungen, zum Beispiel bei Reparaturen, Reinigungen oder Filterwechseln. Die Entsorgung dieser ‹radioaktiven Abfälle› ist ein zusätzliches Problem.»

Die Ablagerungen strahlen laut Surbeck nicht so stark, dass der Grenzwert für die Normalbevölkerung (ein Millisievert pro Jahr) erreicht wird, weshalb die Anlagen nicht unter die Strahlenschutzgesetzgebung fallen. Trotzdem muss man aufpassen – das weiss man auch bei Geo-Energie Suisse. Surbeck schreibt denn auch, die Bohrschlämme und Abwässer müssten vor der Entsorgung «regelmässig auf ihre Aktivität überprüft werden», damit man keine böse Überraschung erlebt. Als organisatorische Massnahme, um die 1-Millisievert-Limite einzuhalten, rät er, «dass Material mit erhöhter Aktivität so zwischengelagert wird, dass kein freier Zugang möglich ist, und dass der Aufenthalt in der Nähe stark strahlender Anlageteile zeitlich beschränkt wird».

Ehrgeizige Ziele

Das alles spricht nicht gegen die Geothermie. Es zeigt nur: Keine Energieform ist rein und heil. Die Erdbeben, die die Geothermiebohrungen in Basel und St. Gallen ausgelöst haben, sind nur ein Problem, mit dem sich die Bevölkerung auseinandersetzen muss, wenn die Geothermie eine tragende Rolle in unserer Energieversorgung spielen soll.

Und der Bund verfolgt ein ehrgeiziges Ziel. Laut Energiestrategie 2050 sollen geothermische Anlagen pro Jahr vier bis fünf Terawattstunden Strom produzieren. Das entspricht der Hälfte dessen, was ein AKW wie Leibstadt pro Jahr an Strom erzeugt.

Die Anlage von St. Gallen soll – sofern sie so kommt wie ursprünglich geplant – einen grossen Teil der Stadt mit Wärme versorgen, gleichzeitig würde man gern sieben Gigawattstunden Strom bereitstellen. Da bräuchte man schweizweit 600 derartige Anlagen, um die Ziele des Bundes zu erreichen. Das sind mindestens 1200 Bohrungen, weil jede Anlage mindestens zwei Löcher braucht: Aus dem einen holt man warmes Wasser aus dem Untergrund, ins andere speist man das abgekühlte Wasser wieder ein.

Warren Schenler vom Paul-Scherrer-Institut beschäftigt sich seit Jahren mit dem Potenzial der Schweizer Geothermie und verfasst derzeit für TA-Swiss (eine Unterorganisation der Akademien der Wissenschaften) eine entsprechende Studie. Zu den Zielen des Bundes meint er, dass sie erreichbar seien. Es sei zu erwarten, dass Kraftwerke mit einer Leistung in der Grössenordnung von fünfzehn Megawatt gebaut würden (die nur Strom bereitstellen); es bräuchte also zehn bis fünfzig Anlagen, um die fünf Terawattstunden zu erreichen. Schenler fügt aber noch an: «Solange die Kraftwerke am richtigen Ort stehen.»

Noch weiss man nicht genau, wo die richtigen Orte wirklich sind.

Geothermie erschöpft sich

Geothermie ist zudem nicht unerschöpflich. Das hat man in Island erfahren. Die Hauptstadt Reykjavik wird mit dem heissen Wasser geheizt, das natürlicherweise unter der Stadt zirkuliert. Die Stadt braucht jedoch im Winter so viel Wärme, dass das Wasser im Frühsommer merklich abgekühlt ist. In den Sommermonaten kann es sich jeweils wieder erholen. Der Wärmebedarf von Reykjavik darf nicht mehr stark zunehmen, sonst muss sich die Stadt nach zusätzlich Heizquellen umsehen.

GeologInnen gehen davon aus, dass man einem geothermisch erschlossenen Gebiet im Durchschnitt während dreissig Jahren Wärme entziehen kann. Danach dauert es dreissig bis hundert Jahre, bis dieses Gebiet wieder aufgeheizt ist. Deshalb muss nach einer gewissen Zeit neu gebohrt werden.

In St. Gallen möchte man wie in Island warme Wasserströme anzapfen. Werden diese Ströme von aussen stetig gespeist, kühlen sie sich nicht so schnell ab, vorausgesetzt, man baut kein engmaschiges Netz von Geothermieanlagen, die alle paar Kilometer Wärme aus denselben Quellen abschöpfen.

In Basel wollte man ein sogenanntes Hot-Dry-Rock-System installieren. Dies nutzt die Wärme aus dem heissen Fels – also nicht warmes Wasser. Man sucht sich im Untergrund einen möglichst homogenen Felsblock (zum Beispiel aus kristallinem Gestein), macht zwei tiefe Bohrungen hinein und versucht zwischen den beiden Bohrungen den Fels aufzubrechen, damit dazwischen Wasser zirkulieren kann. Nun pumpt man durch die eine Leitung Wasser nach unten, das sich im warmen Gestein zum Beispiel auf 150 Grad aufheizt. Durch die andere Leitung steigt das Wasser wieder hoch. Ist nun dem Fels nach einigen Jahren die Wärme entzogen, könnte man tiefer nach unten oder horizontal bohren, um einen neuen, noch heissen Felsblock zu erschliessen. So liesse sich das Kraftwerk an der Oberfläche weiterhin nutzen.

Das alles könnte theoretisch funktionieren. Praktisch hat man allerdings erst wenig Erfahrung. Die bekommt man nur, wenn man etwas riskiert und bohrt – und auch ein Erdbeben hinnimmt. Denn nur theoretisch lässt sich nicht ergründen, was die Erde an Wärme hergibt.

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