Ein höllischer Fleck Erde: Aus schwarzem Lavagestein zischt Dampf, in Pfützen blubbert ein giftiger Brei aus Schlamm, die Seen in Explosionskratern glitzern wie böse Augen. Wer durch diese wüste Landschaft läuft, spürt die Unterwelt kochend heiß unter den Füßen. Der Vulkan Krafla im Norden Islands liefert das passende Ambiente für ein abenteuerliches Projekt. Wissenschaftler aus aller Welt wollen hier in eine neue Dimension der Erdwärmenutzung vorstoßen.

Ihr Ziel ist es, bis zu fünf Kilometer in den Höllenschlund hineinzubohren – fast bis zur Magmakammer, dem glutflüssigen Herzen des Vulkans. In dessen Nähe hoffen sie, auf Wasser zu stoßen, das zwischen 400 und 600 Grad heiß ist und unter dem gewaltigen Druck von rund 250 Bar steht. Wasser befindet sich dann in einem "überkritischen" Zustand und lässt den Inhalt eines Druckwasserreaktors wie etwa im Kernkraftwerk Brokdorf fast langweilig erscheinen: Dort herrschen "nur" 326 Grad und 157 Bar.

Überkritisches Wasser? "Dahinter steckt keine Hexerei", versichert Jörg Starflinger vom Forschungszentrum Karlsruhe. Reines Wasser wird ab 374 Grad Celsius und einem Druck von 221 Bar überkritisch. Enthält es Salze, wie in Island, dann liegen die Werte noch höher. Unter solchen Bedingungen verschwinden die Unterschiede zwischen den klassischen Aggregatzuständen flüssig und gasförmig. Überkritisches Wasser bewegt sich flink wie ein Gas, hat aber die Dichte einer Flüssigkeit. Es lässt sich nicht verflüssigen, selbst wenn der Druck noch so hoch steigt. Und es enthält, anders als Dampf, keine Wassertröpfchen, ist also völlig trocken. Vor allem aber birgt es ungewöhnlich viel Energie, die eine besonders ergiebige Stromausbeute verspricht. Nach einer Überschlagsrechnung genügt eine Förderrate von 0,67 Kubikmetern pro Sekunde, um ein Kraftwerk mit einer Leistung von 40 bis 50 Megawatt zu betreiben. In einem herkömmlichen Geothermiekraftwerk, das mit Dampf von rund 200 Grad bei 25 Bar läuft, liefert ein solcher Durchfluss allenfalls 5 Megawatt.

Längst nutzen Ingenieure die hohe Energiedichte von überkritischem Wasser. Weltweit laufen rund 500 Kohlekraftwerke mit solchem Wasser. Die Meiler zeichnet ein hoher Wirkungsgrad aus – und entsprechend geringer Ausstoß an Kohlendioxid. Denn als Faustregel gilt: Je höher Druck und Temperatur, desto reicher die Energieausbeute. Moderne Kraftwerke, wie sie etwa in Großkrotzenburg bei Hanau oder in Hamburg-Moorburg entstehen sollen, werden mit Wasser von 600 Grad und 280 Bar betrieben und erreichen einen Wirkungsgrad von 46 Prozent. Zum Vergleich: Die chinesischen Kohlekraftwerke kommen im Durchschnitt auf einen Wirkungsgrad von 23 Prozent und emittieren pro Kilowattstunde rund doppelt so viel Treibhausgas wie moderne Blocks.

Ein Erdwärmekraftwerk gehorcht freilich anderen Gesetzen als ein Kohlekraftwerk. Im Untergrund lauern böse Überraschungen. Die Einwohner von Basel erinnern sich noch mit Schrecken an den Dezember 2006, als plötzlich die Erde bebte, nachdem Forscher bei einem Erdwärmeprojekt Wasser unter hohem Druck in ein fünf Kilometer tiefes Bohrloch gepresst hatten, um die Durchlässigkeit des Gesteins zu erhöhen. Auch in der Kleinstadt Staufen im Breisgau reagiert der Untergrund. Seit unter dem Rathaus Erdwärmebohrungen 140 Meter tief ins Gestein getrieben wurden, senkt sich der Boden und lässt Hauswände reißen.

Was wird erst passieren, wenn man bis in die Nähe einer Magmakammer vorstößt – quillt aus dem Bohrloch am Ende Magma statt Wasser? Die Gefahr ist gegeben, schließlich ist das in Island schon einmal passiert. Aufsteigendes Magma bedeutet zwar noch lange nicht, dass der Vulkan ausbricht. Doch die teure Bohrung wäre verloren. "Entscheidend ist, wie gut man die Verhältnisse in der Tiefe vorhersagen kann", sagt Geothermie-Experte Christoph Clauser von der RWTH Aachen.

Das ist nur eine der heiklen Fragen bei diesem Vorhaben. Obwohl die Forscher schon eine Menge Vorarbeit geleistet haben, müssen sie noch viele technische und wissenschaftliche Herausforderungen stemmen. "Niemand wagt eine Prognose, ob das Ganze überhaupt funktioniert", sagt Ernst Huenges vom Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ). "Das ist Grundlagenforschung." Die Verantwortlichen tasten sich deshalb schrittweise an den überkritischen Bereich heran. Sie rechnen nicht in Monaten, sondern in Jahren.