Fraunhofer-Allianz Energie
Fraunhofer-Allianz Energie

Energie Erneuerbar

GEOTHERMIE

Geothermalgebiet Wai-O-Tapu, Rotorua, Neuseeland

© iStock / Fyletto

Geothermie

Die Geothermie nutzt den natürlichen Wärmestrom im Erdinneren und stellt eine grundlastfähige, CO2-neutrale Energiequelle für die Produktion von Wärme und Strom dar. Der untertägige Raum kann zudem zur stofflichen (H2, CO2, Erdgas) und energetischen Speicherung (Wärme, Kälte) erschlossen und genutzt werden. Die Fraunhofer-Allianz Energie forscht im Bereich der Aufsuchung, Erschließung und technischen Anbindung an bestehende und zukünftige Versorgungsstrukturen und leistet einen wesentlichen Beitrag dazu, die Märkte für die Anwendung von geothermischen Energiesystemen, der Speicherung von Energieträgern und Technologien zur Kopplung der Energiesektoren Wärme und Strom noch gezielter zur erschließen.

Kompetenzen der Fraunhofer-Allianz Energie im Bereich Geothermie

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Georessourcen-Erschließung

Die Erschließung und Einbindung von Georessourcen und des untertätigen Raums ist ein wesentlicher Bestandteil einer erfolgreichen Transformation zur nachhaltigen Energieversorgung. Die Institute der Fraunhofer-Energieforschung bieten ein breites Spektrum an Leistungen in den Bereichen der Vorerkundung, Aufsuchung und Charakterisierung von Reservoiren und Speichern von Stoffen und Wärme im Untergrund, evaluieren und analysieren explorations- und produktionsbedingte Georisiken und bündeln digitales Daten-Management. Unsere Projekte zur Erschließung und nachhaltigen Nutzung von Geothermie und anderen Georessourcen begleiten wir mit Monitoring, Lagerstättenmodellierungen, Reservoiranalysen und -simulationen und führen Feldtests und Laborversuche aus. Zudem forschen wir an innovativen Bohrverfahren und neuartigen Bohrtechnologien und planen und realisieren Tiefbohrprojekte.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

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Micro Turbine Drilling

Im Vorhaben Micro Turbine Drilling (MTD) soll ein Verfahren entwickelt werden, mit dem die Durchlässigkeit auch in sehr harten Förderhorizonten von Geothermiebohrungen gesteigert werden kann. 

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CAGE

Ein Demonstrationsprojekt neuer Bohr-, Ausbau- und Stimulationstechnologien, welche mehr Kontrolle und Sicherheit bieten bei der Erschliessung und Nutzung von geothermischen Reservoirs in Karbonat Gesteinen.

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DEEP

DEEP hat das Ziel, das Risiko der induzierten Seismizität in tiefen geothermischen Projekten zu verstehen und zu mindern.

 

Projektseite  I  Geothermica

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3D-Ruhr Marie

Entwicklung eines modellgestützten Anwendertools zur Risikoanalyse der intrinsischen Erdbebengefährdung in der Metropolregion Rhein-Ruhr.

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Kraftwerke und Netzintegration

Im Kompetenzfeld »Kraftwerke und Netzintegration« beraten unsere Expertinnen und Experten Kunden zur Anbindung thermischer und stofflicher Netzinfrastrukturen mit nachhaltigen Energie- und Wärmeerzeugern und analysieren Potenziale zur Kopplung der primären Sektoren Strom und Wärme. Wir entwickeln Lösungen für die Transformation heutiger Energiesysteme von einer vertikalen zu einer sektorenübergreifenden Architektur vom Gebäude- bis Quartiermaßstab und verfolgen dabei einen ganzheitlichen Forschungsansatz, der neue Methoden wie künstliche Intelligenz mit den integrierten Konzepten der Automatisierung und Leittechnik verbindet. In unseren Demonstratoren und Reallaboren entwickeln und testen wir dafür notwendige Technologien entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

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DGE Rollout

Ziel von DGE-Rollout ist es, die Grundlagen für den verstärkten Einsatz von DGE (deep geothermal energy) in Nordwest-Europa (NWE) für große Infrastrukturen zu legen.

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Geothermale Papiertrocknung

Das Projekt ,Geothermale Papiertrocknung‘ ist das erste Teilprojekt  des Projekts  ‚Kabel Zero‘  und stellt eine Machbarkeitsstudie dar. 

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Verfahrenstechnik für Energieprozesse

Mit dem Ziel, den derzeitig stattfindenden Transformationsprozess in den Bereichen Industrie und Energiebereitstellung voranzutreiben, erforschen und entwickeln wir zukunftsfähige Konzepte zur Substitution fossiler Primärrohstoffe und dem Einsatz nachhaltiger Energiequellen sowie der Etablierung möglichst klimaneutraler Technologien in nahezu allen Bereichen der Industrie. Hierfür planen und entwickeln Expertinnen und Experten der Fraunhofer-Energieforschung Anlagen vom einfachen Prüfstand bis zur Großanlage und von der ersten Idee bis zur Betriebsoptimierung. Dabei werden Planung und Umsetzung von sowohl stofflichen als auch thermodynamischen Prozessen im Anlagenentwurf, Design und Bauteildimensionierung und Simulationen einzelner Komponenten sowie kompletter Anlagen begleitet. Zudem konzipieren und testen wir die Regelung komplexer Systeme, begleiten den Anlagenbau sowie die Inbetriebnahme, monitoren den Betrieb und setzen die Ergebnisse in eine Betriebsoptimierung um. Dabei arbeiten unsere Forscherinnen und Forscher immer eng mit Kunden und Projektpartnern zusammen und überführen theoretische, wissenschaftliche Erkenntnisse in die Praxis.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

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Verfahren zur kontrollierten Scale-Abscheidung aus Thermasolen

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InnoTherm Ruhr

Das primäre Ziel des InnoTherm Ruhr-Vorhabens ist der fokussierte Einsatz nachhaltiger Wärme im Ruhrgebiet. Wirtschaftlich soll es die Konkurrenzfähigkeit gegenüber anderen Energiequellen stärken. Es soll als Impulsgeber in der Region fungieren.

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© www.geco-h2020.eu

GECO

GECO (Geothermal Emission Control) ist ein innovatives Projekt mit dem Ziel, die Fähigkeit, saubere und kosteneffiziente, nicht kohlenstoffemittierende geothermische Energie in ganz Europa und der Welt bereitzustellen, erheblich zu verbessern.

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Heizen und Kühlen

Eine erfolgreiche Transformation der Sektoren Heizen und Kühlen ist ein wesentlicher Bestandteil der Energiewende. Die Institute der Fraunhofer-Gesellschaft bieten Leistungen in den Bereichen der Nutzung von Bestandwärmenetzen, »kalten« Fern- und Nahwärme- sowie bidirektionalen Netzen. Wir entwickeln Konzepte für zukunftsfähige Wärme- und Kälteversorgungsysteme, die auf der Integration und Kombination von regenerativen Wärme- und Kältequellen sowie von Kurz- und Langzeitspeichern und auf der Einbindung thermodynamischer Wandler basieren. Dazu integrieren wir unter anderem bestehende Bergwerksinfrastrukturen als Wärme- und Kälte-Untergrundspeicher und koppeln flache, mitteltiefe und tiefe Geothermie mit Wärmepumpensystemen für Heiz- und Kühlzwecke an weitere erneuerbaren Energien und Sektoren (PV, PV-T, Solar, Abwärme). So entwickeln wir in unseren Demonstratoren innovative Lösungen für unter- und obertägige Gewinnungs- und Speichersysteme sowie deren Kopplung an lokale bis kommunale Versorgungsinfrastrukturen.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

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MissElly

Das Projekt MissElly wird im Verbund bestehend aus der Fraunhofer IEG und der Voltavision GmbH durchgeführt. Das Ziel ist die ganzjährige Bereitstellung von Kälte zur Kühlung von Laboren und Testständen für Leistungselektrotechnik. 

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Energie und Stoffe – Untertägige Speicherung

Mit dem Ende des fossilen Energiezeitalters kommt dem unterirdischen Raum eine zunehmende Bedeutung für die Gewinnung und Speicherung von Wärmeenergie und Energierohstoffen zu. Der Untergrund ist ein zentrales Element zukünftiger vernetzter Energieinfrastrukturen mit großskaligen thermischen Speichern sowie stofflichen Speichern für Wasserstoff, Kohlendioxid und Erdgas. Die Forschungsaktivitäten der Fraunhofer-Gesellschaft im Kompetenzfeld »Untertägige Speicherung« adressieren Sonderanwendungen für die Wärme- und Kälteversorgung von Industrie und Landwirtschaft, wie zum Beispiel die Nachnutzung von Tiefbohrungen, stillgelegten Bergbauinfrastrukturen von Tagebauen und Untertagebergwerken sowie von Grubenwässern. Zu unseren Leistungen zählen forschungsorientierte Standortanalysen und Machbarkeitsstudien für energietechnische Anwendungen zwischen der thermischen Geophysik und der thermischen Bauphysik sowie der industriellen Prozessführung bei großen oberflächennahen Geothermieanlagen.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

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HEATSTORE

Ziel des deutschen Teilprojekts HEATSTORE ist es, eine technisch voll funktionsfähige Hochtemperatur-Bergwerks-Pilotanlage zur energetischen Verwertung eines stillgelegten Kohlebergwerks zu schaffen. (englische Projektseite)

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