Wissenschaft

Papierfabrik in Hagen will heißes Wasser aus Erde fördern

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Spezialfahrzeuge rückten im Februar auf der A1 hintereinander vor, um im Abstand von je 50 Metern mit Hilfe einer speziellen „Rüttelplatte“ Schallwellen in den Untergrund zu senden. So sollte der geologische Aufbau rund um das Hagener Papierwerk ermittelt werden.

Spezialfahrzeuge rückten im Februar auf der A1 hintereinander vor, um im Abstand von je 50 Metern mit Hilfe einer speziellen „Rüttelplatte“ Schallwellen in den Untergrund zu senden. So sollte der geologische Aufbau rund um das Hagener Papierwerk ermittelt werden.

Foto: Alex Talash

Kabel.  Die Hagener Papierfabrik Kabel Premium möchte ihre CO2-Emissionen reduzieren. Erste Ergebnisse geothermischer Untersuchungen liegen jetzt vor.

Die von der Kabel Premium Pulp & Paper GmbH in Hagen durchgeführten geologischen Untersuchungen zur Errichtung einer Geothermieanlage im Umfeld der Firma sind inzwischen ausgewertet worden. Die Messkampagne hat die ursprünglichen Prognosen des Geologischen Dienstes NRW bestätigt, dass die gesuchte Kalksteinschicht in 3000 bis 4000 Metern Tiefe unterhalb von Hagen liegt. Diese möchte die Papierfabrik in Kabel als regenerative Energiequelle anzapfen.

Kabel Premium will im Rahmen des Forschungsprojektes „Geothermale Papiertrocknung“ prüfen lassen, ob große Teile der Prozessdampferzeugung – aktuell jährlich ca. 500.000 Megawattstunden auf Basis von Erdgas – zukünftig mit erneuerbaren Energien gedeckt werden können.

Auf diese Weise will das Unternehmen die Energiewende in Richtung erneuerbare Energien ausgestalten und einen Teil des derzeit für die Papiertrocknung notwendigen fossilen Erdgases ersetzen und die CO2-Emissionen reduzieren. „Wir möchten unseren Wärmebedarf nachhaltig und zukunftssicher aufstellen“, so Martin Machnik, Leiter des Forschungsprojektes und zuständig für Energiewirtschaft in dem alteingesessenen Hagener Unternehmen.

Schallwellen in den Untergrund geschickt

Während der Messungen im Februar waren entlang zweier Strecken alle 50 Meter Schallwellen in den Untergrund geschickt worden. Zeitgleich wurden an einer Vielzahl von Messstellen entlang des Wegesrandes die aus dem Untergrund reflektierten Wellen mit empfindlichen Geophonen gemessen.

Aus der Laufzeit der aufgezeichneten Signale konnten die Fachleute auf die Tiefe der Schichten und aus der Veränderung des Reflexionsbildes auf einige Gesteinseigenschaften des Untergrundes schließen.

+++ Lesen Sie auch: Seismische Messungen in Hagen-Kabel

Anhand dieser Daten haben die Geologen und Geophysiker des Fraunhofer-Instituts IEG aus Bochum erste Modelle des geologischen Aufbaus im Untergrund entwickelt, um die Frage zu beantworten, wo und in welcher Ausprägung sich die prognostizierten Kalksteinschichten befinden. Dr. Oliver Ritzmann, Geologe des Instituts, betont: „Die Analyse und Interpretation der gewonnenen Daten aus dem Hagener Raum ist besonders aufwendig und herausfordernd.“

Pionierarbeiten im südlichen Ruhrgebiet

Anders als in anderen Regionen Deutschlands wie etwa dem Oberrheingraben fehle es in weiten Teilen NRWs an Referenzpunkten, da die Erkundung und Probennahme aus kilometertiefen Bohrungen etwa der Öl- oder Gasgewinnung fehlt.

Der Kohlebergbau in der Region habe kaum Tiefen jenseits von einem Kilometer erschlossen. „Wir leisten hier Pionierarbeit für die Exploration des südlichen Ruhrgebietes in bis zu 4000 Metern Tiefe“, so Ritzmann: „Daher sind die Arbeiten an Gesteinsproben aus dem südlichen Hagen wichtig für die Beurteilung des ganzen unterirdischen Systems.“

Die Modelle, die Ritzmann und sein Team aus den Daten entwickelten, bestätigen die vermuteten geologischen Verhältnisse in Hagen und sind konform mit der Existenz einer Kalksteinschicht in knapp 3000 bis über 4000 Metern Tiefe mit einer Dicke von bis zu 700 Metern.

Natürliches Thermalwasser an Oberfläche transportieren

Die Projektpartner – neben Kabel Premium und IEG noch das Fraunhofer-Institut Umsicht aus Oberhausen – werden das Untergrundmodell auf Basis der seismischen Daten nun sukzessive weiter entwickeln. Gleichzeitig beginnen die Planungen für eine flache Erkundungsbohrung an einem Standort, wo die Kalksteine nur 300 Meter tief liegen, um Gesteinsmaterial für weitere Laboruntersuchungen zu gewinnen.

Im Labor untersucht das Team dann die Massenkalkproben hinsichtlich ihrer Wasserdurchlässigkeiten und Porosität. Natürliches Thermalwasser ist das Medium, welches bei der Nutzung tiefer geothermischer Potenziale die Wärme an die Oberfläche transportiert.

Abschließend kann die Situation in der Tiefe nur vor Ort geklärt werden. Dazu muss mehrere tausend Meter tief gebohrt werden, um die Geologie mit Sicherheit bestimmen zu können. Ob es wirklich Sinn macht, so tief in die Erde vorzudringen, das versuchen Kabel Premium Pulp & Paper und die beiden Fraunhofer-Institute bei den weiteren Untersuchungen herauszufinden.

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