21. Förderpumpen in der Geothermie

Die Thermalwasserpumpe ist mitunter eine der wichtigsten Komponenten im Geothermiekraftwerk. Sie bildet die Schnittstelle zwischen dem untertägigen Bereich und dem obertägigen Kraftwerksbereich. Ohne die Pumpe besteht in Deutschland nicht die Möglichkeit, das notwendige Thermalwasser zu fördern. Zwar gibt es artesische Quellen, jedoch ist für die Förderung von Thermalwasser aus der Tiefe die Pumpe unabdingbar. Die Nutzung Tiefer Geothermie lässt sich im Wesentlichen in drei einzelne Segmente, die Stromerzeugung, die Wärmeversorgung und die balneologische Nutzung, aufteilen. Im Folgenden wird auf den Pumpeneinsatz in allen drei Bereichen eingegangen, da jede Umgebung jeweils mit ihren eigenen Bedingungen (unter anderem Temperatur, Schüttung) aufwartet.

Gerade die Pumpe ist als kritisches und kostenintensives Bauteil bei Heiz‐ und Heizkraftwerksprojekten anzusehen. Ein Ausfall der Pumpe zieht immer einen Stillstand der ganzen Anlage nach sich und erfordert teure Servicearbeiten, das heißt Bergung und Ausbau der defekten sowie Anschaffung und Einbau der neuen Pumpe. Neben den reinen Kosten für den Wechsel der Pumpe treten weitere Aufwendungen hinzu: an erster Stelle steht der Ausfall der Einnahmen aus der Wärme‐ und Stromeinspeisung gefolgt von der gleichzeitigen Bereitstellung von Wärme und Strom aus anderen Energiequellen (Öl), um gegebenenfalls Schadensersatzansprüchen von Wärmeabnehmern vorzubeugen. Im Bereich balneologischer Nutzung sind die Risiken geringer, da die Pumpen hier in der Regel weniger beansprucht werden.

Den hohen Anforderungen – besonders bei Strom‐ und Wärmeerzeugung bei Temperaturen über 100 Grad Celsius – an eine Pumpe stehen relativ wenige Hersteller gegenüber. Ihre Produktpalette für den deutschen Markt und ihre Erfahrungen im Hochleistungsbereich zum Einsatz der Pumpen sind bisher begrenzt, da im Moment nur wenige Projekte vor allem bei der Stromerzeugung realisiert sind.

Die an die Pumpen gestellten Aufgaben wurden in den letzten Jahren nicht erfüllt. Die ursprüngliche Annahme wurde nicht bestätigt, dass eine Anpassung der Förderpumpentechnologie aus der Kohlenwasserstoffindustrie an die Bedingungen der Tiefen Geothermie – vor allem im Bereich kommerzieller Stromerzeugung – mit geringem Aufwand erfolgen kann. Tatsächlich divergieren die Anforderungen an eine Pumpe im Bereich tiefengeothermischer Stromerzeugung im Vergleich zur Erdöl‐ und ‐gasindustrie erheblich. Daher muss das Ziel bleiben, eine Pumpe zu entwickeln, die in der Lage ist, bei hohen Temperaturen und großem Volumenstrom dauerhaft Leistung zur Verfügung zu stellen. Erste Ansätze zur Verbesserung dieser drei Faktoren wurden in der Vergangenheit schon durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gefördert, benötigen aber noch weitere, intensive Begleitforschungsmaßnahmen.