Kabel-Premium Pulp & Paper: Erste Ergebnisse zur Geothermie in Hagen

Analyse bestätigt die Prognosen des Geologischen Dienstes NRW.

Nach der erfolgreichen Messkampagne im Februar legt das Projektteam nun die Auswertung vor. Die Analyse und
darauf aufbauenden Modelle bestätigen die ursprünglichen Prognosen des Geologischen Dienstes NRW, dass die
gesuchte Kalksteinschicht in 3.000 bis 4.000 Metern Tiefe unterhalb Hagen liegt. Das Team bestehend aus Kabel
Premium Pulp & Paper GmbH, Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastruktur und Geothermie IEG und Fraunhofer-
Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT plant nun die nächsten Schritte
Finden sich die Gesteinsformationen der über 350 Millionen Jahre alten devonischen Massenkalke im Hagener
Untergrund und eignen sie sich in Tiefe, Temperatur und Mächtigkeit zur energetischen Nutzung? Für diese
Fragestellungen gewinnen die drei Projektpartner im Rahmen des Forschungsprojektes »Geothermale
Papiertrocknung« Daten und Erkenntnisse durch das seismische Erkundungsprogramm im Frühjahr 2021.
Ziel ist es den Untergrund in Hagen-Kabel detaillierter als bisher zu charakterisieren, um beurteilen zu können ob sich
der Standort in Hagen eignet Erdwärme aus bis zu 4.000 m Tiefe für das Papierwerk im Hagener Stadtteil Kabel
wirtschaftlich sinnvoll zu nutzen. Der Papierhersteller Kabel Premium Pulp & Paper, einer der größten Arbeitgeber in
Hagen, möchte seine Papiertrocknung und damit seinen Wärmebedarf nachhaltig und zukunftssicher aufstellen.
Auswertung der Messdaten
Während der Messungen im Februar wurden entlang zweier Strecken alle 50 Meter Schallwellen in den Untergrund
geschickt. Zeitgleich wurde an einer Vielzahl von Messstellen entlang des Wegesrandes die aus dem Untergrund
reflektierten Wellen mit empfindlichen Geophonen gemessen. Aus der Laufzeit der aufgezeichneten Signale können
die Fachleute auf die Tiefe der Schichten schließen und aus der Veränderung des Reflexionsbildes auf einige
Gesteinseigenschaften des Untergrundes.
Anhand dieser Daten haben die Geologen und Geophysiker des Fraunhofer IEG 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 vom Fraunhofer IEG, betont: »Die Analyse
und Interpretation der gewonnenen Daten aus dem Hagener Raum ist besonders aufwendig und herausfordernd.«
Anders als in anderen Regionen Deutschlands wie etwa München, dem Oberrheingraben oder dem Norddeutschen
Becken fehlt 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 hat kaum Tiefen jenseits von einem
Kilometer erschlossen. «Wir leisten hier Pionierarbeit für die Exploration des südlichen Ruhrgebietes in bis zu 4.000
Metern Tiefe«, so Ritzmann weiter. »Daher sind die Arbeiten an Gesteinsproben aus dem südlichen Hagen auch
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 unter dem Gebiet. In verschiedenen
Szenarien haben sie den Verlauf und die Dicke der Formation modelliert. Auch hier scheinen sich die ursprünglichen
Vermutungen zu bestätigen. Je nach konkretem Standort zeigen die Modelle die gesuchte Kalksteinschicht in knapp
3.000 Metern bis über 4.000 Metern Tiefe mit einer Dicke von bis zu 700 Metern.
Für das weitere Projekt sind diese Erkenntnisse wichtig. Sie dienen dem Fraunhofer IEG als Grundlage für die weitere
Planung eines möglichen Bohr- und Erschließungskonzepts; Fraunhofer UMSICHT arbeitet basierend auf den
prognostizierten Temperaturen des Gesteins von 130 bis 160 Grad Celsius die Konzepte für die Anlagentechnik
zunächst in einer Machbarkeitsstudie weiter aus.
Nächste Arbeitsschritte
Die Projektpartner werden in den kommenden Monaten mehrgleisig weiterarbeiten. Sie entwickeln das
Untergrundmodell auf Basis der seismischen Daten sukzessive weiter. Gleichzeitig beginnen die Planungen für eine
Forschungsbohrung 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 Potentiale die Wärme an die Oberfläche transportiert.
Trotzdem bestehen auch weiter Unsicherheiten. Abschließend kann die Situation in der Tiefe nur vor Ort geklärt
werden. Vor Ort bedeutet in diesem Fall, dass man mehrere tausend Meter tief Bohren muss, um die Geologie mit
Sicherheit bestimmen zu können. Kabel Premium Pulp & Paper und die beiden Fraunhofer-Institute werden im
weiteren Projektverlauf die Basis für eine Entscheidung über die Abteufung einer tiefen Geothermiebohrung am
Standort schaffen.
Über das Forschungsprojekt
Die Kabel Premium Pulp & Paper GmbH untersucht zusammen mit der Fraunhofer-Einrichtung für
Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG aus Bochum und dem Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und
Energietechnik UMSICHT aus Oberhausen die Möglichkeiten der Erdwärmenutzung aus Tiefen von bis zu 4.000 Meter
am Standort Hagen.
Während das Fraunhofer IEG bis Ende 2022 die Geologie des Untergrundes in bis zu 4.000 Metern Tiefe untersucht,
um abschätzen zu können, in wie weit die Nutzung der Erdwärme mit erwarteten Temperaturen von bis zu 160°C
überhaupt möglich ist, entwickelt das Fraunhofer UMSICHT dazu verfahrenstechnische Konzepte, um die Wärme, die
aus der tiefen Geothermie gewonnen werden kann, in die Prozesse der Papiertrocknung einzubinden.
Die Papierherstellung ist eine der energieintensivsten Branchen in Deutschland. Knapp 40.000 Mitarbeiter der
deutschen Zellstoff- und Papierindustrie erwirtschafteten 2020 in 152 Werken laut dem Verband der deutschen
Papierfabriken einen Umsatz von 12,7 Mrd. Euro. Um diese Branche in Deutschland nachhaltig und zukunftssicher
aufzustellen, braucht es Lösungen, um fossile Energieträger zu ersetzen. Eine könnte die Tiefengeothermie sein.
Das Forschungsprojekt und die seismische Untersuchung werden mit Mitteln des Landes NRW und der Europäischen
Union gefördert und von der EnergieAgentur.NRW unterstützt.

Weitere Informationen
Kabel Premium Pulp & Paper GmbH
Martin Machnik Kabel Premium Pulp & Paper www.kabelpaper.de/kabel-zero/
+491741673891