1GFZ Deutsches GeoForschungsZentrum, Deutschland; 2Hydroisotop GmbH; 3Pfalzwerke geofuture GmbH
Um die Wirtschaftlichkeit geothermischer Anlagen aufrecht zu erhalten und zu verbessern arbeiten Wissenschaftler aus den Niederlanden, Dänemark und Deutschland im GEOTHERMICA Projekt PERFORM (Improving Geothermal System Performance through Collective Knowledge Building and Technology Development) an der Entwicklung einer ,,Operation Toolbox‘‘, deren einzelne Bestandteile variabel einsetzbar sein werden. Im Fokus des Projekts zur Verbesserung der Performance geothermischer Anlagen befindet sich die Vermeidung betriebsbedingter Prozesse wie Scaling in der obertägigen Anlage, Clogging der Anlagensegmente mit feinsten Partikeln und Korrosion.
Zur Verhinderung von Scalingprozessen im geothermischen Kreislauf wurde der Ansatz der adsorptiven Entfernung Scale-bildender Metalle verfolgt. Vier unterschiedliche Adsorptionsmittel (Zeolith, Chitosan, GEH (granuliertes Eisenhydroxid) und Magnetit) wurden getestet und hinsichtlich ihrer Kapazität die Metalle Barium, Blei und Kupfer aus dem Thermalwasser aufzunehmen untersucht. Dazu wurden Laborexperimenten (Batch und Durchflussexperimente) sowie ein in-situ Versuch an einer Geothermie Anlage durchgeführt. GEH und Magnetit haben in synthetischen und Originalfluiden keine bedeutende Adsorption gezeigt. Für die Adsorption von Blei und Barium hat sich Zeolith als gut geeignet erwiesen. Bei 130 °C in einer 0,1 M NaCl ‑ Matrix werden bis zu 55 % Barium und 76 % Blei aus einer 1 mM Metallsalzlösung adsorbiert. Chitosan mit Temperaturbeständigkeit bis zu 70 °C adsorbiert bei geleichen Bedingungen 74 % Kupfer und 32 % Blei. Steigende Salinität des Fluides beeinflusst die Adsorption aller untersuchten Kationen negativ.
