In einer Entwicklung, die entweder ein visionärer Durchbruch oder eine sehr teure Methode ist, kurzzeitig einen kleinen Raum zu beleuchten, hat das in Seattle ansässige Startup Endurance Energy die weltweit erste Demonstration eines Unterwasser-Geothermiekraftwerks in der Nähe eines aktiven Unterwasservulkans fast eine Meile unter der Meeresoberfläche abgeschlossen. Der dreiwöchige Testeinsatz des 3-Tonnen-Prototyps am Axial Seamount im nordöstlichen Pazifik im September erzeugte weniger als 10 Sekunden netto-positiven Strom, aber hey, es funktionierte.

Das Unternehmen zielt darauf ab, Unterwasser-Geothermie letztendlich für pazifische Inselnationen und andere Kunden zu kommerzialisieren, die teure fossile Brennstoffe vermeiden wollen. „Der tiefe Ozean bietet uns unbegrenzt kaltes Meerwasser zur Kühlung, und sein Gewicht hält das System und die Bohrung unter Druck, sodass unsere Anlagen kompakt sein können“, sagte Andrew Redd, Gründer und CEO von Endurance Energy, in einer E-Mail an Ars.

Doch die Nutzung von Geothermie am Meeresboden birgt Herausforderungen, die sich von landgestützten Projekten unterscheiden, die ebenfalls zu höheren Installations- und Betriebskosten führen können. Endurance Energy muss konsistente Unterwasserbetriebe nachweisen und belegen, dass der Ansatz kosteneffektiv sein kann. „Es ist wahrscheinlich technisch machbar, aber es wäre zweifellos teurer als an Land“, sagte Roland Horne, Professor für Energiewissenschaft und -technik an der Stanford University, in einer E-Mail-Antwort an Ars. Das ist das akademische Äquivalent zu einem Schulterzucken und einem „Viel Glück damit“.

Der Einsatz erforderte einen Unterwasser-Lander-Bohrer, der vom Schiff Ocean Guardian – betrieben von Stabbert Maritime – aus eingesetzt wurde, um zwei Löcher in den Meeresboden in einer Tiefe von etwa 5.000 Fuß (1.524 Metern) zu bohren. Das ist mehr als das 2,5-fache der Höhe des One World Trade Center, weil offenbar reguläre Geothermie nicht dramatisch genug war. Beide Löcher begannen, heißes hydrothermales Fluid auszustoßen, das auf etwa 500 °F (260 °C) gemessen wurde. Das Team verrohrte und zementierte das zweite Loch, bevor es ein Ventil installierte, um eine Bohrung zu schaffen.

Als Nächstes setzte das Unternehmen sein 100-Kilowatt-Kraftwerk namens Adélie ein, das darauf ausgelegt ist, das eintreffende hydrothermale Fluid zu verdampfen, um eine Turbine anzutreiben und einen elektrischen Generator anzutreiben. Es nutzte Kanadas ferngesteuertes Tauchfahrzeug ROPOS, um das Kraftwerk an die neu gebohrte Bohrung anzuschließen. Adélie wurde auch über das Regional Cabled Array, ein 559 Meilen (900 Kilometer) langes Netzwerk aus Unterwasser-Glasfaser- und Stromkabeln, das von der US National Science Foundation finanziert und von der University of Washington betrieben wird, mit dem Kommandozentrum von Endurance Energy in Seattle verbunden.

Das alles bereitete den Boden für den Adélie-Stromtest. Doch bald trat ein großes Problem auf – die gebohrte Bohrung, die sich 52 Fuß (16 Meter) tief in den Meeresboden erstreckte, lieferte nicht genug hydrothermales Fluid, um das Kraftwerk zu betreiben. „Für unsere erste Bohrung war das Ziel zu zeigen, dass wir auf dem Meeresboden bohren, verrohren, zementieren und verschließen können, also hielten wir sie klein und flach“, erklärte Redd. „Das begrenzte, wie viel Fluid sie liefern konnte, und tiefere Bohrungen sollten das ändern.“ Die Testbohrung war außerdem nur 2 Zoll (5 Zentimeter) breit, verglichen mit Öl-, Gas- und Onshore-Geothermiebohrungen, die typischerweise Verrohrungen von 20 bis 36 Zoll (51 bis 91 Zentimeter) Durchmesser haben. Mit anderen Worten: Sie bohrten einen sehr teuren Strohhalm.

Endurance Energy plant, dieses Problem zu vermeiden, indem es tiefere Bohrungen bohrt, um mehr Fluid zu erreichen. Der derzeitige Lander-Bohrer des Unternehmens kann etwa 260 Fuß (80 Meter) erreichen, fünfmal tiefer als die ursprüngliche Testbohrung.

Um Adélie trotzdem zu testen, setzte das Team es erneut an einer nahegelegenen natürlichen Öffnung ein, wo hydrothermales Fluid mit etwa 538 °F (281 °C) ausströmte. Am 27. September versuchten sie es. Über fast eine halbe Minute erreichte die Turbine etwa 26.000 U/min und der Generator erzeugte 60 Wattstunden Strom. Die Anlage wurde für etwa 8,7 Sekunden netto-positiv – sie erzeugte mehr Strom, als sie verbrauchte –, mit einem Median von etwa 2 Kilowatt Nettostrom und einer Spitze von 16,5 Kilowatt. „Es ist der Beweis“, sagte Redd zu Ars. „Netto-positiv ist die Schwelle, die zählt: t