Mit einer Demonstrationsbohrung hat der Remscheider Heiz- und Klimatechnikspezialist Vaillant am Dienstag ein weltweit neuartiges Bohrverfahren zur Erschließung von Erdwärme präsentiert und gleichzeitig die Gründung der Servicegesellschaft Vaillant geoSYSTEME GmbH zur Vermarktung dieser Innovation gefeiert. Erhebliche Qualitäts- und Kostenvorteile sollen mit dem modernsten Verfahren bei Erdwärme-Bohrungen einhergehen.
Ralf-Otto Limbach, Geschäftsführer der Vaillant Group (rechts), Dr. Ottilie Scholz, Oberbürgermeisterin der Stadt Bochum (Mitte) und Prof. Dr. Rolf Bracke, Vorstand des GeothermieZentrums an der Hochschule Bochum (links), starten das neuartige Bohr-Verfahren zum schnelleren und kostengünstigeren Bau von Erdwärmeleitungen. Nach dem Start der Demonstrationsbohrung wird verfolgt, wie die Schneidwirkung von Wasser unter Höchstdruck (etwa 1000 bar) genutzt wird. Der rotierende Bohrkopf mit den Saphirdüsen zerschneidet das Gestein und löst es auf und verdrängt es in die Zwischenräume des Erdreichs. Dadurch wird das umliegende Gelände deutlich geschont. Professor Dr. Rolf Bracke vor dem patentierten Bohrkopf, mit dem sich die Eindringgeschwindigkeit je nach Gestein um den Faktor drei bis fünf erhöht.
Mit den drastisch gestiegenen Öl- und Gaspreisen steigt auch der Bedarf nach Alternativen erheblich. Da auch bei Vaillant erneuerbare Energien der größte Wachstumstreiber sind, zielt folglich die strategische Ausrichtung der Vaillant Group ebenfalls auf erneuerbare Energien ab. Für den Zeitraum von Januar bis Juli 2008 konnte man in der Umsatzentwicklung erneuerbare Energien insgesamt ein Wachstum von 21 Prozent gegenüber dem gleichen Zeitraum im letzten Jahr ausmachen. Den größten Anteil daran hatten Wärmepumpen und Solarthermie. Mit der Fokussierung der Aktivitäten auf erneuerbare Energien, nicht nur im Bereich Forschung und Entwicklung, geht auch die Ausweitung der Produktionskapazitäten und des Produktportfolios im Bereich Solarthermie und Wärmepumpen einher.
geoJETTING – innovatives Bohrverfahren
Jüngste Aktivität der Vaillant Group war jetzt die Präsentation eines weltweit neuen, hocheffizienten Bohrverfahrens mit Hochdruck- wasserstrahltechnik in Bochum. Ein Forschungsteam um Professor Dr. Rolf Bracke des GeothermieZentrum der Hochschule Bochum hatte innerhalb von drei Jahren ein neuartiges Bohrverfahren entwickelt. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojekt habe man, laut Projektleiter Bracke, bekannte und bewährte Technologien aus anderen Industrieanwendungen zu einem neuen Verfahren weiterentwickelt.
Hintergrund für das Forschungsprojekt war die unbefriedigende Situation im Wärmemarkt und dass bei der Errichtung einer Erdwärmepumpenanlage die Investitionskosten für Bohrungen zu hoch sind. Sie betragen etwa 60 – 70 Prozent. Technische Ausgangsüberlegung der Entwicklung war, dass Wasser beim Bohren das bessere Medium als Luft ist. So entwickelte man ein Hochdruck-Wasserstrahlbohrverfahren, genannt „geoJETTING“. Grundlage dabei ist ein rotierender Bohrkopf, der mit bis zu sechs Saphirdüsen bestückt ist und mit einem Wasserdruck bis zu 1.000 bar arbeitet. Durch diesen enormen Wasserdruck wird das Gestein regelrecht wie mit einer Klinge zerschnitten und dabei je nach Gestein nahezu aufgelöst und in Erdreichzwischenräume verpresst. Durch dieses Verfahren lässt sich je nach vorgefundenem Gestein eine 3 – 5 fach höhere Eindringgeschwindigkeit erreichen. Das Abraumaufkommen wird bei Lockergestein verhindert und bei festen Sedimentgesteinen immens reduziert. Pro Minute ist je nach Gestein ein Bohrfortschritt von 1 – 3 Metern bei einem Wasserverbrauch von 40 – 80 Litern möglich.
Eine weitere Besonderheit ist der qualitätsgesicherte Ausbau und die Einsparung eines Arbeitsschrittes. Beim konventionellen Bohrverfahren sind mehrere Arbeitsgänge zur Bohrung und Einbringung der Erdsonde nötig. Auf mechanischem Wege wird das Loch für die Sonde gebohrt und der Abraum muss aus der Erde heraufbefördert werden, was erheblichen Flurschaden rundum die Bohrung mit sich bringt. Nach dem Entfernen des Bohrgestänges besteht zudem immer die Gefahr, eines partiellen Nachfalls von Erdreich.
Bei geoJETTING ist das Bohrgestänge gleichzeitig auch Schutzverrohrung. Der innere Teil des Bohrkopfes kann von dem äußeren gelöst werden, so dass sich die Bohrspitze im Anschluss an die Bohrung durch das Bohrgestänge bergen lässt. Das Bohrgestänge bleibt als Schutzverrohrung stehen und somit kann die Erdsonde kontrolliert eingeführt werden. Die gesicherte und optimale Positionierung soll eine bessere Wärme- übertragung des Erdreichs auf die Sonde bedeuten. Parallel zum Verpressen des Bohrlochs wird dann die Schutzverrohrung entfernt. Beim geoJETTING sind keine Schmieröle oder Spülungszusätze notwendig.
Ein weiterer Vorteil der Entwicklung liegt im schwenkbaren Bohrarm, der Schrägbohrungen ermöglicht. Damit sollen im Anschluss an die erste Bohrung weitere, sternförmige Bohrungen aus jedem beliebigen Winkeln machbar werden, bei denen das Bohrgerät aber nicht umgesetzt werden muss. Mehrere Sonden können damit sternförmig verlegt werden (geoSTAR). Mit diesem Bohrverfahren will man Erdwärme auch in großen Plangebieten, Bestandsbauten oder auch bei langen Entwicklungszeiträumen anbieten können. Im Juni dieses Jahres erhielt das Projekt bereits die erste Auszeichnung, den mit 50.000 Euro dotierten Forschungspreis „Ruhr2030 Award“ des Initiativkreises Ruhr.
Gründung der Vermarktungsgesellschaft „Vaillant geoSYSTEME“
Das patentierte Verfahren wird zukünftig in einer neu gegründeten Servicegesellschaft Vaillant geoSYSTEME GmbH, einem Joint Venture der Vaillant GmbH und einem Spinoff des Geothermiezentrums der Hochschule Bochum, vermarktet. Begeistert zeigte sich bei der Gründungsfeier Bochums Oberbürgermeisterin Dr. Ottilie Schulz darüber, dass es hier gelungen ist, „wissenschaftliche Forschung mit unternehmerischen Geist zusammen zu bringen“.
Aktuell hat Vaillant geoSYSTEME zwei Bohranlagen und 10 Mitarbeiter. „Wir sind jetzt eigentlich in einem riesigen Feldversuch und werden in sechs Monaten einen Review machen und dann ist ein weiterer Ausbau geplant.“ So Klaus Jesse, Geschäftsführer Vaillant Deutschland, auf der Gründungsfeier in Bochum. Mit der Gründung der Vaillant geoSYSTEME GmbH will man das Dienstleistungsangebot erweitern und zukünftig ein abgestimmtes Gesamtsystem anbieten. Produkt und Service – alles aus einer Hand. Betont wird dabei seitens Jesse, dass man den Fachhandwerker mit im Boot sieht. Ihm soll dadurch eine weitreichende planerische Leistung geboten werden. Zudem will man die Kosten des Gesamtsystems in den Griff bekommen. Dazu Ralf-Otto Limbach, Geschäftsführer der Vaillant Group: „Wir gehen davon aus, dass sich die Kosten erheblich reduzieren werden. “
Die Vision der Entwickler des geoJETTING-Verfahrens beinhaltet die geothermische Versorgung ganzer Stadtteile. Zunächst aber muss das neue Bohrverfahren erst einmal zeigen, um wie viel es wirklich schneller, günstiger und sauberer arbeitet. Vaillant dürfte, wenn sich in der Praxis die Erwartungen erfüllen, damit einen erheblichen Wettbewerbsvorteil erreichen.