Im Rheinischen Revier steht ein grundlegender Wandel der Energieversorgung bevor. Ab dem Jahr 2029 wird das Kohlekraftwerk Weisweiler geschlossen und die Braunkohlenförderung im Tagebau Inden eingestellt. Diese Entwicklungen erfordern die Erschließung neuer Wärmequellen, um die Versorgung der Region aufrechtzuerhalten. Geothermie, die Nutzung von Erdwärme, könnte hierbei eine bedeutende Rolle spielen, doch die Datenlage über das thermalpotenzial des Untergrunds ist derzeit noch unzureichend.
Um diese Lücke zu schließen, haben das Fraunhofer-Institut für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien (IEG) und die RWE Power AG zwei Erkundungsbohrungen durchgeführt, die bis zu 500 Meter tief reichen. Diese Bohrungen liefern die ersten direkten Messdaten zum Wärmepotenzial der Region. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Fachmagazin „ZDGG“ veröffentlicht. Dr. Alexander Jüstel, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IEG und Erstautor der Studie, betont: „Die Bohrungen verschaffen uns einen Wissensvorsprung für die Wärmewende im Rheinischen Revier. Erstmals haben wir Temperatur und Wärmeleitfähigkeit im Untergrund bei Weisweiler gemessen, was für Stadtwerke, Unternehmen und Energieversorger von entscheidender Bedeutung ist, die Geothermie als nachhaltige Alternative zu fossilen Brennstoffen entwickeln möchten.“
Die Nutzung von Geothermie in städtischen Wärmeversorgungsnetzen ist in Städten wie München und Paris bereits seit vielen Jahren etabliert. Bereits aus einigen hundert Metern Tiefe kann Wärme gewonnen werden, die zur Beheizung von Wohngebieten und zur Energieversorgung von Betrieben ausreicht. Die Erkundungsbohrungen EB1 und EB2 sind die ersten ihrer Art in der Region seit 2004 und stellen somit wertvolle Referenzpunkte für zukünftige geothermische Planungen dar.
Die erste Bohrung, EB1, wurde im Oktober 2023 auf eine Tiefe von 100 Metern abgeteuft und mit einem Seismometer ausgestattet, das seismische Signale wie die Erschütterungen durch den Schwerlastverkehr der Autobahn sowie natürliche Erdbeben aufzeichnet. Die zweite Bohrung, EB2, folgte im Februar 2024 und erreichte eine Tiefe von etwa 500 Metern. Sie diente dazu, die geologischen Schichten im Untergrund detailliert zu untersuchen. Bei beiden Bohrungen wurden regelmäßig Gesteinsproben entnommen, und die Innenwände wurden mit verschiedenen physikalischen Verfahren vermessen. Zudem sind die Bohrungen mit Glasfaserkabeln ausgestattet, die präzise Temperaturmessungen entlang des gesamten Bohrlochs ermöglichen.
Das Fraunhofer IEG bringt seine Expertise in der faseroptischen Messtechnik und der geothermischen Untergrundcharakterisierung ein. Alle gesammelten Daten fließen in verbesserte geologische Computermodelle der Region ein. Die gewonnenen Erkenntnisse werden den Kommunen, Unternehmen und Stadtwerken zur Verfügung gestellt und unterstützen deren Bemühungen um eine nachhaltige Wärmewende.
Die erhobenen Daten ermöglichen Rückschlüsse auf die Ablagerungssequenzen aus dem Erdzeitalter des Oberkarbons sowie auf die strukturellen und petrographischen Eigenschaften der identifizierten Gesteinsfolgen. Die oberste Schicht besteht aus jüngeren Ablagerungen, während in einer Tiefe von etwa 70 Metern alte Gesteine aus der Steinkohlenzeit, die vor rund 300 Millionen Jahren entstanden sind, zu finden sind. Diese Schichten bestehen aus abwechselnden Ton-, Silt- und Sandsteinen sowie Steinkohleflözen. Die erbohrten Sandsteine sind dicht und weisen eine geringe Wasserdurchlässigkeit auf, was sie zu einer natürlichen Barriere zwischen den geologischen Schichten macht. Gut durchlässige Kalksteinschichten, die etwa 400 Millionen Jahre alt sind, werden erst in einer Tiefe von etwa 1.300 Metern erwartet.
Im Rahmen des Projekts „Reallabor Geothermie Rheinland“ planen das Fraunhofer IEG und seine Partner weitere geophysikalische Vermessungen und Tiefbohrungen, die möglicherweise bis zu 3.000 Meter tief gehen werden. Die Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit RWE Power AG, der RWTH Aachen, der Ruhr-Universität Bochum, der Hochschule Bochum und dem Geologischen Dienst NRW durchgeführt. Unterstützt wird das Vorhaben durch das Interreg-NWE-Programm, das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz sowie EU Horizon 2020.
Die vollständigen Ergebnisse der
