Forschende wollen Geothermie-Potenziale genauer bestimmen
Mit neuen Modellen, Simulationswerkzeugen und KI-gestützten Analysen wollen Forschende geologische Unsicherheiten reduzieren und die Integration von Geothermie in Wärmenetze erleichtern.
13.08.2026
Quelle: E & M powernews
Das Forschungsprojekt mit dem Namen „R3Chain“ untersucht Kalkgesteine an Rhein und Ruhr. Neue Modelle und digitale Werkzeuge sollen Geothermie-Projekte künftig planbarer machen.
Ein neues Forschungsprojekt soll die Planung von Tiefengeothermie-Anlagen in der Rhein-Ruhr-Region verbessern, teilte die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien IEG mit. Im Projekt „R3Chain“ wollen Wissenschaftler Kalkgesteine im Untergrund untersuchen und daraus Potenzialkarten, Simulationswerkzeuge und Software für die Einbindung geothermischer Wärme in Wärmenetze enwickeln.
Im Fokus stehen dabei karbonzeitliche Kohlenkalke und devonische Massenkalke. Für die geothermische Nutzung sind vor allem Bereiche interessant, in denen Verkarstung und Klüfte eine hohe hydraulische Durchlässigkeit ermöglichen, schreiben die Forschenden. Diese Strukturen erschweren jedoch zugleich Prognosen darüber, welche Wassermengen sich aus einem Reservoir fördern lassen und welche thermische Leistung damit langfristig zur Verfügung steht.
Neben der geologischen Struktur untersucht das Projekt die Wechselwirkungen zwischen Gestein und den im Untergrund vorhandenen Fluiden. Mineralien können sich entlang von Klüften und Karstflächen lösen oder dort ausfällen. Solche Prozesse verändern unter Umständen die Fließeigenschaften des Reservoirs während des Betriebs. Damit können sich auch der nutzbare Wärmeinhalt und die Entzugsleistung verändern. Zudem können Ausfällungen technische Komponenten einer Geothermie-Anlage beeinflussen.
R3Chain soll diese Prozesse quantifizieren und in die Planung von Projekten einbeziehen. „Ziel des Projektes ist es, diese Dynamiken zu quantifizieren und Werkzeuge zu entwickeln mit denen sich die technische und die wirtschaftliche Nutzung von Karbonatgestein für die regionale Wärmeversorgung besser planen lassen“, erklärte Projektleiterin Katharina Alms vom Fraunhofer IEG.
Potenzialkarte für die Rhein-Ruhr-Region
Als Grundlage wollen die Projektpartner zunächst vorhandene geologische und hydrogeologische Informationen in einer Datenbank zusammenführen. Hinzu kommen experimentelle Untersuchungen von Gesteinsproben aus der Rhein-Ruhr-Region. Dabei richtet sich der Blick insbesondere auf die Wechselwirkungen zwischen Gestein und Fluiden.
Aus den Ergebnissen soll eine Potenzialkarte entstehen, die Gebiete mit geeigneten Voraussetzungen für Tiefengeothermie ausweist. Damit wollen die Wissenschaftler eine Grundlage schaffen, um mögliche Standorte bereits in frühen Projektphasen einzugrenzen. Die Karte soll geologische und hydrogeologische Erkenntnisse mit den Ergebnissen der experimentellen Untersuchungen verbinden.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf Simulationswerkzeugen. Das Fraunhofer IEG will seine Software „PyDoublet“ erweitern. Das Programm soll künftig die thermische Leistung und den Wärmeinhalt von Kluft- und Karstleitern berechnen und dabei die für die untersuchten Karbonatgesteine relevanten Prozesse berücksichtigen.
Parallel entwickelt das Projektteam ein Tiefengeothermie-Modul für die Wärmenetzsoftware „Pandapipes“. Damit soll sich untersuchen lassen, wie sich geothermische Wärme in bestehende oder geplante Wärmenetze integrieren lässt. Die Arbeiten verbinden damit die Modellierung des unterirdischen Reservoirs mit Fragestellungen auf der Ebene der Wärmeversorgung.
KI soll Projektdaten zugänglich machen
Die Ergebnisse sollen schließlich in einen KI-gestützten Chatbot einfließen. Dieser soll auf Datenbanken, Potenzialkarten und Simulationsergebnisse des Projekts zugreifen und lokale Auswertungen bereitstellen. Netzbetreiber und Energieversorger sollen dadurch Informationen zu möglichen Geothermie-Projekten abrufen können.
Das Projektteam will damit insbesondere frühe Wirtschaftlichkeitsabschätzungen unterstützen. Nutzer sollen unter anderem die Kosten für die Integration der geothermischen Wärme sowie mögliche Bandbreiten der Wärmekosten ermitteln können.
Am Verbundprojekt beteiligen sich das Fraunhofer IEG, die Ruhr-Universität Bochum und die Technische Universität Berlin. Dem Projektbeirat gehören der Geologische Dienst, die Stadtwerke Wuppertal sowie das parallel geförderte Projekt Carbscale an. R3Chain läuft bis zum 30. April 2029. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) fördert das Vorhaben nach Angaben des Fraunhofer IEG mit rund 2,1 Millionen Euro.
Autorin: Heidi Roider