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Rohstoffe für Energie- und Mobilitätstechnologien

Geologen untersuchen im Oberrheingraben Prozesse der Metallanreicherung in Geothermalwässern. Das DFG-Projekt erforscht potenzielle Wertstoffe in Tiefenwässern.

Wasser aus der Tiefe des Oberrheingrabens lässt sich zur Wärme- und Stromgewinnung nutzen, ähnliche mineralreiche Wässer sind aber auch grundlegend für die Bildung von Erzvorkommen in der Region. Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) untersuchen den Energie- und Stofftransport im Grabenbruchsystem, um die Bildung von Erzlagerstätten und das Entstehen unerwünschter mineralischer Ablagerungen in Geothermiekraftwerken exemplarisch zu verstehen.

Forschungsprojekt „Emurg“

 

Die Thermalquellen und Geothermiekraftwerke im Oberrheingebiet bieten der Forschung Gelegenheit, sowohl den Transport von Wärme als auch von Metallen für Erzlagerstätten zu untersuchen. Beide Prozesse, die bislang selten gemeinsam betrachtet werden, sollen in dem Projekt „Emurg“ (Energy and Mass flux in the Upper Rhine Graben) in den nächsten drei Jahren ganzheitlich untersucht werden.

Anhand von Geothermalwässern, Ablagerungen in Rohren in Geothermiekraftwerken sowie Erzproben und Sintern aus dem Schwarzwald und dem Kraichgau erforschen die Wissenschaftler heutige und fossile Energie- und Stoffströme in tieferen Schichten des Oberrheingrabens. Sie betrachten dafür die physikochemischen Eigenschaften des Wassers, messen dessen pH-Wert und Temperatur und untersuchen, ob es oxidiert oder reduziert ist. Zudem ermitteln sie seine Haupt- und Spurenbestandteile sowie seine isotopische Zusammensetzung. Einige der Parameter nutze man, um zu verstehen, wo das Fluid – das neben Wasser als Hauptkomponente rund 100 bis 130 Gramm gelöste Feststoffe pro Liter enthält – herkomme, welchen Weg es genommen habe und mit welchen Gesteinen die Fluide reagiert hätten, erläutert Professor Jochen Kolb, Lehrstuhlinhaber für Geochemie und Lagerstättenkunde am Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Vorhaben drei Jahre lang durch die Finanzierung einer Doktorandenstelle und mit Sachmitteln.

Man wisse aus bisherigen Untersuchungen, dass im Jura ähnliche Fluide wie jetzt im Oberrheingraben vorhanden gewesen wären, und versuche zu verstehen, ob in den hydrothermalen Systemen noch dieselben Prozesse abliefen wie vor zirka 180 Millionen Jahren, erläutert Kolb. Aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse würden sich alle ähnlichen Systeme mit dem Oberrheingraben vergleichen lassen, so der Geologe.

Außerdem wollen die Wissenschaftler genaueren Aufschluss darüber bekommen, wodurch die – Scalings genannten – unerwünschten Mineralanlagerungen an Rohren von Geothermieanlagen entstehen und wie sie sich verhindern lassen. Wegen der Ausfällungen und der Korrosion müssen die Rohre der Geothermiekraftwerke regelmäßig gewartet und ausgetauscht werden.

Technologiemetalle für Energie- und Mobilitätswende

Auch für die Rohstoffgewinnung der Zukunft ist das Verständnis der unterirdischen Wärme- und Stoffströme entscheidend. Man wolle der Industrie Methoden zum Einschätzen des gegenwärtigen Potenzials von Lagerstätten an die Hand geben, sagt Kolb. Sie könnten dazu beitragen, für die Energie- und Mobilitätswende wichtige Rohstoffe wie Germanium, Gallium, Lithium, Indium, Cadmium oder Kobalt zu finden, die im Moment zu 100 Prozent importiert werden. Das oberrheinische Thermalwasser enthalte relativ viel Lithium, seine Gewinnung würde der Geothermie einen zusätzlichen Nutzen geben.

Die Forschenden wollen anhand von Gesteins- und Fluidproben nachvollziehen, woher die jeweiligen Metalle stammen und wie groß die Ressource der begehrten Technologiemetalle im Oberrheingraben ist. Die Forschung am AGW ist in den Think Tank „Industrielle Ressourcenstrategien“ am KIT eingebunden, der vom Land Baden-Württemberg und Industriepartnern unterstützt wird.

Weitere Informationen unter www.kit.edu

3403 - Rohstoffe für Energie- und Mobilitätstechnologien
PR/as
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GeodäsieGeoinformationGeoGeoinformatikGIRohstoffeMobilitätstechnologieEnergieKIT