SI/502692

Publikationen / Ergebnisse

Das Projekt «Grabowski – Bohrroboter für Geothermiebohrungen» adressiert eine zentrale Herausforderung der Wärmewende: die wirtschaftliche, platzsparende und emissionsarme Herstellung von Bohrungen für Erdwärmesonden. Obwohl erdgekoppelte Wärmepumpen energetisch sehr effizient sind, wird ihre breite Anwendung heute durch hohe Kosten, grosse Platzanforderungen, Emissionen sowie die begrenzte Verfügbarkeit konventioneller Bohrtechnik eingeschränkt, insbesondere in urbanen Gebieten und bei Bestandsbauten. Im vom Bundesamt für Energie geförderten Pilot- und Demonstrationsprojekt wird ein grundlegend neuer Ansatz verfolgt, bei dem ein kompakter, elektrisch betriebener Bohrroboter direkt im Bohrloch arbeitet und ohne Bohrgestänge auskommt. Ziel ist die schrittweise Entwicklung, Integration und Validierung der zentralen Systemfunktionen unter Labor- und Feldbedingungen, darunter das Dreh-Schlag-werk, der Bohrkopf, die Bewegungseinheit sowie das Wasser- und Filtersystem; perspektivisch ergänzt durch eine Extrusionseinheit zur Bohrlochabstützung. Der Projektverlauf wich deutlich vom ursprünglichen Projekt- und Meilensteinplan ab. Technische Änderungen, insbesondere die Vergrösserung des Bohrlochdurchmessers auf 136 mm, sowie unerwartete mechanische Belastungen im Schlagmechanismus führten zu Bauteilversagen, Testunterbrüchen und erheblichen Verzögerungen. Zusätzlich stellte sich die Wasserdichtheit bei längerer Betriebsdauer als zentrales technologisches Risiko heraus, das mit der aktuellen Prototypgeneration nicht vollständig gelöst werden konnte und die erreichbare Bohrtiefe begrenzt. Trotz dieser Herausforderungen konnten wesentliche Fortschritte erzielt werden. Das grundlegende Bohrprinzip wurde erfolgreich nachgewiesen, eine Bohrung mit 136 mm Durchmesser realisiert und die Extrusionseinheit separat im Labor unter trockenen und nassen Bedingungen getestet. Mit dem Prototyp Grabowski 2.0 wurde mittlerweile eine reale Bohrtiefe von knapp 30 m erreicht, und die Bewegungseinheit konnte in umfangreichen Feld- und Dauertests validiert werden. Diese Ergebnisse belegen die grundsätzliche Funktionsfähigkeit des Konzepts, auch wenn Tiefen im Bereich von 200 m mit den bestehenden Prototypen derzeit nicht realistisch erreichbar sind. Der Zwischenbericht zeigt, dass das Projekt zwar nicht planmässig verlief, die aufgetretenen Probleme jedoch zu einem deutlich vertieften technischen Verständnis und zu substanziellen Verbesserungen des Systemkonzepts geführt haben. Das weiterhin sehr hohe Marktinteresse unterstreicht das Potenzial der Technologie, langfristig einen relevanten Beitrag zur Weiterentwicklung der Geothermiebohrtechnik und zur Umsetzung der Schweizer Energie- und Klimaziele zu leisten.