Forschungsbohrung Kempen
Der Geologische Dienst NRW führte vom 22. September bis zum 20. November 2025 eine 150 Meter tiefe Bohrung in Kempen durch. Erkundet wurden tertiärzeitliche Meeresablagerungen auf ihre potenzielle Eignung für eine Wärmespeicherung im Untergrund. Mit sogenannten ATES-Systemen (Aquifer Thermal Energy Storage) kann während des Sommers Wärme in wasserführenden Schichten gespeichert werden. Während der Heizperiode kann das warme Wasser anschließend zurückgewonnen und genutzt werden. Umgekehrt können auf diese Weise auch im Sommer Gebäude klimafreundlich gekühlt werden.
Forschungsbohrung Kempen
Wo und wie lange wurde gebohrt?
Der Bohrplatz für die Forschungsbohrung Kempen lag im Gewerbegebiet hinter dem Heizkraftwerk an der Otto-Schott-Straße 4. Insgesamt dauerte die Bohrung einschließlich der Untersuchungen im Bohrloch acht Wochen.
Forschungsbohrung Kempen
Was sind die wichtigsten Ergebnisse der Bohrung?
Für die ATES-Wärmespeicherung sind Sande mit möglichst gröberen Beimengungen optimal. Mit der Forschungsbohrung konnte nachgewiesen werden, dass bestimmte Bereiche in der Grafenberg-Formation in Kempen für eine saisonale Wärmespeicherung grundsätzlich geeignet sind. Innerhalb der ansonsten typischen schluffreichen Feinsande liegt zwischen 80 und 100 Metern Tiefe ein Bereich mit gröberen und kaum schluffig-tonigen Sanden sowie vielen Muschelschalenresten mit höherer Wasserführung vor. Der Bereich oberhalb von 80 Metern Tiefe besteht hingegen aus schluffigem Feinsand. Das macht diese Schicht schlechter durchlässig für Wasser und bildet dadurch eine Art Deckel, der verhindert, dass die im Sommer eingespeicherte Wärme nach oben steigt. Zudem bewegt sich das Wasser in den Sanden der Grafenberg-Formation kaum, sodass die gespeicherte Wärme an Ort und Stelle bleibt und im Winter über denselben Brunnen wieder nach oben gepumpt werden kann. Im Sommer anfallende Wärme könnte über Monate gespeichert werden und im Winter zu einer klimafreundlichen Wärmeversorgung beitragen. Die Erkenntnisse sind für die gesamte Region von Bedeutung.
Forschungsbohrung Kempen
Besonderheiten bei der Bohrung in Kempen
Die Bohrung wurde zunächst als Rammkernbohrung niedergebracht. Das ist ein besonderes Verfahren, um in lockeren, unverfestigten Gesteinsschichten durchgängige Proben zu erhalten. Dabei wird in Meterschritten Gesteinsmaterial wie mit einer großen Stechform ausgestanzt und in einem Kunststoffrohr aufgefangen. Meter um Meter ergibt sich so eine weitgehend ungestörte Abfolge der Schichten, die den Gesteinsaufbau und viele andere Details erkennen lässt. Ab 130 Metern Bohrtiefe wurde auf das Seilkern-Verfahren umgestellt. Hierbei wird der Bohrkern nicht durch Schläge in den Untergrund getrieben, sondern drehend.
Da wie erhofft innerhalb der Grafenberg-Formation ein für eine saisonale Wärmespeicherung geeigneter Bereich erbohrt wurde, folgte anschließend ein Pumpversuch im Bohrloch. Dabei wurde getestet, wie viel Wasser in welcher Zeit dem Horizont entnommen werden kann. Der Pumpversuch wies eine ausreichend hohe Wasserdurchlässigkeit für eine saisonale Wärmespeicherung nach.
Die Bohrung in Kempen erfolgte im Rahmen des Explorations- und Bohrprogrammes NRW, mit dem der GD NRW durch das Land beauftragt wurde. Sie trägt dazu bei, den Untergrund am Niederrhein näher zu erkunden, der überwiegend für die oberflächennahe Geothermie genutzt wird. Darüber hinaus liefert sie wichtige Daten für eine mögliche Nutzung der Aquifer-Wärmespeicherung in der Region.
Bohrreport Forschungsbohrung Kempen
20. November 2025
Der letzte Meilenstein ist erreicht: Der Pumpversuch wurde erfolgreich abgeschlossen. Der Test fand im Bereich zwischen 80 und 100 Metern statt. Dort zeigten sich Feinsande mit gröberen Beimengungen – ideal für die Wärmespeicherung. Beim Abpumpen stellte sich ein Gleichgewicht zwischen entnommenem und nachströmendem Wasser ein – ein Hinweis auf eine gute Wasserdurchlässigkeit im Sand. Die Ergebnisse bestätigen die Eignung der Grafenberg-Formation als Wärmespeicher. Davon kann die gesamte Region profitieren, da die Formation am Niederrhein weit verbreitet ist.
Bohrreport Forschungsbohrung Kempen
29. Oktober 2025
Die endgültige Bohrtiefe ist geschafft! Am Montag sind bereits erste geophysikalische Messungen gelaufen. Danach wurde im Seilkernverfahren bis 150 Meter gebohrt: Damit ist die maximale Endtiefe erreicht und wir sind uns ganz sicher, dass die Grafenberg-Formation vollständig erbohrt wurde. Die letzten Bohrkerne werden nun in den Probenbearbeitungsraum gebracht und dort weiter untersucht. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass die Grafenberg-Formation in einer Tiefe von 30,40 bis 126,65 Metern vorkommt. Für den finalen Nachweis stehen weitere Laboruntersuchungen an. Heute erfolgen umfangreiche geophysikalische Messungen im Bohrloch. Für nächste Woche ist der Pumpversuch geplant.
Bohrreport Forschungsbohrung Kempen
24. Oktober 2025
Der nächste Meilenstein ist erreicht! Bei 116 Metern sind die gezogenen Bohrkerne nun nicht mehr feinsandig, sondern tonig. Im Probenbearbeitungsraum bestätigte sich der erste Eindruck: Es handelt sich um die unter der Grafenberg-Formation vorkommende Rupel-Formation. In einer Tiefe
von 126 Metern zeigt sich stark toniger Schluff, der sich durch das Rammkernbohrverfahren deutlich in die Länge ziehen lässt. Unter dem Mikroskop konnte anhand von Mikrofossilien die Rupel-Formation sicher nachgewiesen werden. Derzeit ist das Bohrteam bereits bei 131 Metern angelangt.
Damit endet das Rammkernbohrverfahren. Ob zum Seilkernbohrverfahren umgerüstet wird,
entscheidet die Analyse der Bohrkerne im Probenbearbeitungsraum. Nächste Woche wird das Geophysik-Team erwartet, um das Bohrloch zu untersuchen. Später steht ein Pumpversuch an.
Bohrreport Forschungsbohrung Kempen
21. Oktober 2025
Weiter gehts – Nach kurzen Verzögerungen geht es auf dem Bohrplatz in Kempen wieder gut voran. Die Bohrtiefe liegt nun bei 107 Metern. Die Bohrkerne wiesen bis 102 Meter einen größeren Ton-/Schluffgehalt auf. Bis 107 Meter wurden dann aber wieder Feinsande an die Oberfläche gefördert. Im Probenbearbeitungsraum sind mittlerweile alle angekommenen Bohrkerne aufgesägt und werden laufend bearbeitet. Dabei sind viele fossile Muschelschalen zu erkennen, darunter auch Austern.
Bohrreport Forschungsbohrung Kempen
15. Oktober 2025
Aktuell sind wir schon bei 90 Metern Tiefe angekommen. Bei den Feinsanden handelt es sich nun sicher um Gesteine der Grafenberg-Formation. Zur genaueren Untersuchung wurden bereits die ersten Bohrkerne in unseren Probenbearbeitungsraum gebracht. Im ersten Schritt werden sie zunächst gesägt. Unsere Geologen Andreas und Stefan schauen aufmerksam auf die Bohrkernhälften. Es sind bereits einige ungefähr 25 Millionen Jahre alte Überreste von Muscheln, Schnecken und auch Scaphopoden, sogenannten Kahnfüßern, zu erkennen. Bei den Kahnfüßern handelt es sich um Weichtiere, die sich kopfüber ins Sediment graben, wobei die obere Öffnung des Gehäuses über die Sedimentoberfläche hinausragt, um an Sauerstoff zu gelangen. Auch sind auf den ersten Blick Grabgänge zu sehen, deren Ränder durch ein bestimmtes Mineral – Glaukonit – grün gefärbt sind.
Bohrreport Forschungsbohrung Kempen
08. Oktober 2025
Es geht immer tiefer: Das Standrohr wurde am Montag bei 36,5 Metern einzementiert und das Rammkernbohren läuft reibungslos. Momentan befinden wir uns bei 43 Metern Tiefe. Es werden weiter Sande mit vielen Schalenresten ans Tageslicht befördert. Die ersten Bohrkerne werden nächste Woche im Bohrkernlager ankommen.
Bohrreport Forschungsbohrung Kempen
02. Oktober 2025
Nach dem Kies folgt nun Sand. Das Bohr-Team in Kempen hat sich bereits auf 37 Meter runter gearbeitet. Die ersten Bohrkerne wurden bereits aufgesägt. Die zutage geförderten Feinsande weisen viele Schalenreste auf, was typisch für die über 25 Millionen Jahre alten Meeresablagerungen der Grafenberg-Formation ist. In welcher Tiefe die Sande erstmals vorkommen, kann nach dem Aufsägen der Bohrkerne genauer bestimmt werden. Nächste Woche wird das Standrohr so tief wie möglich nachgeführt und dann einzementiert. Das sorgt für mehr Stabilität beim Bohren und es gibt keinen Nachfall aus den oberhalb vorkommenden, instabilen Kieslagen mehr.
Bohrreport Forschungsbohrung Kempen
26. September 2025
Bis heute hat sich der Bohrer 25 Meter tief vorgearbeitet. Zutage kam hauptsächlich grober Kies mit wenigen Sandlagen. Diese Sedimente sind eiszeitliche Terrassenschotter, die der Rhein vor über 150 000 Jahren, während der Saale-Kaltzeit, weitflächig aufgeschüttet hat.
Wir hoffen, in der nächsten Woche die darunterliegenden, über 25 Mio. Jahre alten Meeresablagerungen der Grafenberg-Formation zu erreichen.
Bohrreport Forschungsbohrung Kempen
23. September 2025
Los gehts: Die Rammkernbohrung in Kempen hat begonnen. Dabei wird ein Kernrohr meterweise in den Boden gerammt. Das Bohrgerät ist bereits 13 Meter in den Untergrund vorgedrungen. Bei den dort vorkommenden Gesteinen handelt es sich um quartärzeitliche Lockergesteine, die bis in eine Tiefe von 30 bis 32 Metern erwartet werden. Sobald die darunterliegende Grafenberg-Formation erreicht ist, wird ein Standrohr gesetzt, um das Bohrloch vor dem Einsturz zu sichern. Das Erreichen der maximal geplanten Endtiefe von 150 Metern wird in 4 bis 5 Wochen erwartet.
