Das Projekt „DeepU“ wird von der Europäischen Union im Programm „Pathfinder Open“ für sogenannte Breakthrough-Technologien gefördert. Gemeinsam mit internationalen Partnern aus Italien, Irland, Polen und Deutschland entwickelt das Fraunhofer IAPT einen laserbasierten Prozess, mit dem Gesteinsbohrungen für die Nutzung von Tiefengeothermie erzeugt werden können. Im Gegensatz zur konventionellen Bohrtechnik lassen sich mit dem neuen Verfahren erstens größere Bohrtiefen (> 4 km) und zweitens insbesondere in hartem Gestein wesentlich höhere Bohrgeschwindigkeiten erreichen.
Eine tiefere Bohrung ermöglicht die Inanspruchnahme deutlich höherer Erdtemperaturen im Bereich zwischen 300°C und 500°C, um mittels eines Erdwärmetauschers einen geothermischen Schwerkraftmotor in einem geschlossenen Kreislauf zu betreiben. Er liefert Dampf für den Betrieb von Turbinen zur Stromerzeugung oder Wärmeenergie für industrielle Produktionsprozesse sowie die Heizung von Gebäuden. Dabei erfolgt die Ausbeutung von Erdwärme grundsätzlich schadstofffrei und ist nicht an Wetter oder Jahreszeiten gebunden, sodass unabhängig von Sonne und Wind praktisch überall auf der Welt grüne Energie aus dem Boden geschöpft werden kann.
Ziel des Forschungsprojektes ist es, mit der neuen Bohrtechnik zunächst im Labormaßstab einen U-förmigen Tiefenwärmetauscher herzustellen. Der Laserbohrprozess wird dabei auf verschiedene Gesteinsarten wie beispielsweise Granit, Sandstein und Kalkstein adaptiert. Neben der Parameterfindung für diesen Prozess ist das Fraunhofer IAPT im Projektkonsortium für die Entwicklung des Bohrkopfes verantwortlich, der am unteren Ende des Bohrstranges montiert wird. Die Systemtechnik bietet ein ideales Anwendungsfeld für den Einsatz der Additiven Fertigung mit den technologieimmanenten spezifischen Vorteilen:
- Funktionsintegration auf engstem Bauteilvolumen, z.B. beim Design des Bohrkopfes mit integrierten Kühl- und Gaskanälen
- Verwendung hochtemperaturbeständiger Werkstoffe wie Inconel, die sich im additiven Pulverbettverfahren sehr gut verarbeiten lassen
- Anfertigung von einsatzfähigen Prototypen mit der Option, insbesondere in den frühen Phasen der Systementwicklung konstruktive Bauteiländerungen schnell und flexibel vornehmen zu können
An dem Projekt beteiligt sind außer dem Fraunhofer IAPT die renommierte Universität Padua, die staatliche italienische Forschungsgesellschaft C.N.R., die Technische Universität Breslau sowie die Unternehmen Prevent, RED Renewable Energy Development und GeoServ.
