Von Naundorf aus zum Mittelpunkt der Erde

Vor den Toren Freibergs forschen Ingenieure der Bergakademie und der TU Dresden an Technik, um auch harte Gesteine zu durchbohren. Was im Labor bereits funktioniert, soll praxistauglich werden.

Naundorf.

Die Apparatur sieht aus wie ein kleiner, brauner, unscheinbarer Schaltschrank. Eine Reihe von zu Spulen aufgewickelten Kupferdrähten ist zu sehen. Zwei dicke Kabel führen in einen gläsernen Wasserbottich, nicht größer als ein kleines Aquarium. Darin sind zwei Elektroden angebracht. Dazwischen platziert Erik Anders eine Granitscheibe. Dann drückt er auf eine Taste. Ein lautes, dumpfes, stoßweises Knacken ertönt, Blitze zucken durchs Wasser. Der Ingenieur der TU Dresden holt die Scheibe wieder heraus. Dort, wo die elektrische Energie das Gestein durchschlagen hat, zerrinnt es zwischen seinen Fingern. Mürbe gemacht von Strom mit einer Stärke von mehreren zehntausend Volt.

Unweit von Naundorf zieht der Mittelpunkt Sachsens Wanderer und Spaziergänger in seinen Bann. In dem kleinen Dorf bei Freiberg machen sich nun Forscher und Ingenieure auf, zum Mittelpunkt der Erde vorzustoßen - zumindest in dessen Richtung. Es geht um Bohrungen bis in 5000 Meter Tiefe.

Das ist eine äußerst komplexe Angelegenheit. In Freiberg tüfteln die Wissenschaftler seit zehn Jahren an neuen Systemen, erzählt Matthias Reich von der Bergakademie. Herkömmliche Bohrsysteme vermögen, mehrere Kilometer lange Löcher zu bohren, um Erdöl- und Erdgasquellen anzuzapfen, erläutert der TU-Professor. Diese Rohstoffe sind meist in porösem Gestein zu finden. Doch wenn es darum geht, für Erdwärme den harten, erzgebirgischen Untergrund zu erschließen, bekommen normale Bohrsysteme Probleme.

Jonas Wannenmacher schnappt sich die Steuereinheit, wieder ein paar Tastendrücker, und hinter ihm beginnt sich ein silbern glänzendes Rohr in Bewegung zu setzen. Auf den ersten Blick erinnert es an einen Torpedo. Wäre da nicht der dicke Kopf am unteren Ende. Das Ding hängt senkrecht an einer grün, blau und orange lackierten Stahl-Konstruktion, die sich 13 Meter hoch in den Himmel reckt. Hydraulikschläuche führen ringsherum, es sind Arterien, die das Gerät mit Nährstoffen versorgen. Insbesondere mit Spülflüssigkeit. Deren Druck treibt den Bohrmeißel über eine Turbine an. Und sorgt gleichzeitig über den Schlagkolben für Hammerschläge. Denn das Prinzip bei Bohrungen tausende Meter unter der Oberfläche gleicht dem bei einer Schlagbohrmaschine im Haushalt: Regelmäßige Schläge erleichtern das Vorankommen. Gleichzeitig spült die Flüssigkeit das abgebohrte Material nach oben. Und da beginnt das Problem.

Denn dieses Material lässt sich kaum vollständig herausfiltern. Es gelangt mit der Spülflüssigkeit wieder nach unten und setzt dem Schlagwerk des Bohrhammers zu. Das Ergebnis: immenser Verschleiß. Und einen Bohrer samt Gestänge über tausende Meter aus dem Loch zu ziehen, um den Kopf zu wechseln, heißt viel Aufwand.

Aber wie sollte man einen Bohrmeißel sonst in Bewegung setzen? Strom wäre eine Alternative. "Wer in einem mehrere Kilometer tiefen Bohrloch bohrt, kann dorthin aber auch schwerlich Kabel verlegen", erklärt Matthias Reich.

Die Idee: Den Strom im Bohrloch erzeugen. Also haben sie in den Bohrhammer einen Stromgenerator eingebaut. "Der reagiert auf Verunreinigungen in der Bohrspülung unempfindlich", sagt Reich. Die Hammerschläge werden nun elektromagnetisch erzeugt. Davon versprechen sich die Forscher eine deutlich wartungsärmere und kostensparende Bohrung. Und da man nun schon eine "Steckdose" unter der Erde hat, wie der Professor das ausdrückt, kann man auch das Elektro-Impuls-Prinzip mit ausprobieren, bei dem es gar keinen Bohrer mehr braucht.

Dass beide Ansätze funktionieren, ist unter Laborbedingungen und Modellversuchen nachgewiesen, sagen die Wissenschaftler. Nun geht es darum, sie in Serienreife zu bringen. Der Naundorfer Bohr-Unternehmer Wolfdietrich Homilius findet die Versuche "vielversprechend" - und hat dafür sein Firmengelände zur Verfügung gestellt. Zur Einweihung kamen viele Nachbarn aus dem Dorf bei ihm am Bahnhofsberg vorbei, ließen sich die Testanlage erklären. Und nicht nur die Menschen im Ort zeigen Interesse, auch die Branche schaut gespannt zu, was sich aus der Zusammenarbeit Dresden-Freiberg ergibt.

Der Branchenverband DGMK, eine Vereinigung von Firmen aus dem Erdöl-, Erdgas- und Kohlesektor, bezuschusst die Versuche mit dem elektromagnetischen Bohrmeißel. Dahinter stehen Branchenriesen wie unter anderem die DEA Deutsche Erdöl AG, EMPG - das ist ein Ableger der Exxon Mobil - und die Herrenknecht AG. Und die Versuche mit dem Elektro-Impuls-Antrieb werden vom Bundeswirtschaftsministerium unterstützt.

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