Der wirtschaftliche Einsatz der Geothermie zur Stromerzeugung bedarf neben der Lösung der Probleme bei der Erschließung geeigneter geothermischer Ressourcen auch einer Optimierung der Kraftwerksprozesse und der obertägigen Technologie. Die Herausforderungen aus anlagentechnischer Sicht bei der Stromerzeugung aus Geothermie liegen in den im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken niedrigen Temperaturen. Für die in Deutschland vorliegenden Bedingungen können Prozesse zur indirekten Nutzung des Thermalmediums eingesetzt werden (z.B. ORC, Kalina-Cycle,…). Bei diesen Prozessen wird Wärme vom Thermalmedium an einen Sekundärkreis zur Stromerzeugung übertragen.

Das Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit geeigneten Kraftwerksprozessen zur Stromerzeugung aus Geothermie für die in Deutschland vorliegenden Randbedingungen hinsichtlich Thermalwassertemperatur und Förderraten. Zunächst werden dafür unterschiedliche Schaltungen der in Frage kommenden Prozesse gegenübergestellt und bewertet. Es werden im Laufe der Untersuchungen Simulationen der Prozesse erstellt und Wirkungsgradoptimierungen durch angepasste Prozessschaltungen und den Einsatz alternativer Arbeitsmittel durchgeführt.  Zusätzlich werden Sensitivitätsanalysen für Anlagenlastpunkte und schwankende Randbedingungen vorgenommen. Die Verlustquellen der Kraftwerksprozesse werden lokalisiert und es wird eine Optimierung hinsichtlich der Maximierung der Brutto- und Nettowirkungsgrade vorgenommen.

Als besondere Randbedingungen werden die Konsequenzen einer kombinierten Erzeugung von Strom und Wärme berücksichtigt. In die Untersuchungen fließen Kenntnisse über verbesserte Anlagenkomponenten und alternative Betriebsmittel ein. Zusätzlich werden die Umweltauswirkungen der Betriebsmittel bei Störungen im Anlagenbetrieb und bei Leckagen betrachtet.

Die Untersuchung liefert Bewertungen der unterschiedlichen Kraftwerksprozesse und der optimierten Schaltungen. Durch die Untersuchungen wird es möglich sein, erforderliche Randbedingungen für einen sinnvollen Einsatz der Geothermie zur Stromerzeugung in Deutschland zu definieren.

Gefördert durch die Bundesrepublik Deutschland, Zuwendungsgeber:

aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages