Das Forschungsprojekt «Geothermische Potenziale alpiner Aquifere - Pilotstudie Brig, Kanton Wallis» hat zum Ziel, Wissenslücken zum hydrogeologischen Prozessverständnis geothermischer Systeme auf regionaler Ebene zu schliessen. Zu diesem Zweck wird die von AUG entwickelte Methodik zur Evaluation regionaler Grundwasserzirkulationssystemen mit dem Wärmetransport (Temperaturverteilung und Wärmepotenziale) kombiniert und auf die Fallstudie Brig angewendet. Dabei soll einerseits ein Instrument für die Vollzugsbehörde entwickelt werden. Ein weiteres Ziel ist andererseits die Entwicklung und Anwendung von Monitoring- und Modellinstrumenten (Abbildung), mit denen das geothermische Nutzungspotenzial des alpinen Aquifers in der Region Brig abgeschätzt werden kann. Die Übertragbarkeit der entwickelten Methoden auf andere Alpentäler wird geprüft, um eine zukünftige quantitative und thermische Übernutzung der Grundwassersysteme zu vermeiden.

Bergregionen wie die Schweiz, die durch eine hohe geologische und hydrogeologische Komplexität geprägt sind, verfügen über ein erhebliches geothermisches Potenzial, das eng mit tektonischen Strukturen und tiefreichenden hydrothermalen Strömungssystemen verknüpft ist. Die geothermische Exploration in solchen Regionen wird jedoch durch komplexe Untergrundverhältnisse, begrenzte Datenverfügbarkeit, hohe Unsicherheiten, administrative Hürden sowie ökologische und wirtschaftliche Risiken im Zusammenhang mit Bohrungen erheblich erschwert. Eine belastbare Bewertung von geothermischem Potenzial, Produktivität und langfristiger Nachhaltigkeit erfordert daher robuste quantitative Werkzeuge, die den Informationsgehalt der wenigen verfügbaren Untergrunddaten maximal ausschöpfen.

In dieser Studie wird ein schrittweises Vorgehen zur Bewertung regionaler hydrothermaler Strömungssysteme vorgestellt. Dieser umfasst eine 3D-geologische Modellierung, eine 3D-thermohydraulische Modellierung sowie eine systematische Sensitivitätsanalyse zur Bestimmung der optimalen strukturellen Modellkomplexität. Die Anwendbarkeit des Ansatzes wird am Beispiel der hydrothermalen Systeme des Oberen Aarmassivs in den Schweizer Alpen demonstriert.

Die Ergebnisse zeigen, dass das Grundwasserfliessregime und das thermische Regime im Untergrund durch starke topographische Gradienten sowie durch aufwärtsgerichtete Flüsse entlang hydraulisch durchlässiger tektonischer Störungen und Überschiebungen gesteuert wird (Abbildung). Diese Prozesse führen zu deutlich erhöhten Grundwassertemperaturen in Oberflächennähe im Rhonetal, mit Temperaturen von über 70 °C in Tiefen von etwa 1’000 m und bis zu rund 100 °C in Tiefen von 2’000 m. Die Modellergebnisse wurden anhand der wenigen verfügbaren Daten, einschliesslich vertikaler Bohrlochtemperaturprofile, horizontaler Tunneltemperaturprofile, Grundwasserneubildungsraten, hydraulischer Druckverteilungen, ¹⁴C-basierter Grundwasserverweilzeiten sowie geothermometrischer Schätzungen der Reservoirtemperaturen validiert. Das vorgestellte Vorgehen bildet eine Grundlage für eine risikoreduzierte geothermische Exploration und unterstützt damit eine nachhaltige Entwicklung der Geothermie – ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zu einer dekarbonisierten Energiezukunft.