Geothermie-Wissen

Was ist eigentlich Geothermie?

Quelle: GFZ Potsdam Geothermie ist die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherte, nutzbare Wärme. Dabei handelt es sich zum Teil um Restwärme aus der Zeit der Erdentstehung, zum anderen Teil um Wärme aus radioaktiven Zerfallsprozessen im Erdkern, wie sie seit Millionen von Jahren stattfinden. Ganz oberflächennah, bis zu einer Tiefe von 10 bis 15 Metern, stammt die geothermische Energie zum größten Teil aus Sonneneinstrahlung.

Gigantisches Energiepotenzial

Das Potenzial der Erdwärme ist gigantisch und nach menschlichem Ermessen unerschöpflich. 99 Prozent unseres Planeten sind heißer als 1000 Grad und 99 des restlichen Prozents immerhin noch wärmer als 100 Grad. Ein Kubikkilometer Gestein in 3000 bis 4000 Metern Tiefe hat genügend nutzbare Energie, um eine 100 000-Einwohner-Stadt 30 Jahre lang mit Energie zu versorgen.

Wie lässt sich Geothermie nutzen?

Quelle: GFZ Potsdam Erdwärme kann sowohl direkt zum Heizen als auch zur Erzeugung von elektrischem Strom verwendet werden. Während es zur Gewinnung von Heizenergie oft reicht, die oberflächennahe Erdwärme anzuzapfen, etwa durch Erdwärmekollektoren oder -sonden, muss man zur Stromerzeugung tiefer bohren. Für eine wirtschaftliche Stromerzeugung sind Temperaturen über 100 Grad erforderlich, und die finden sich meist erst ab rund 3000 Metern Tiefe. Allerdings gibt es auch einige Orte auf der Erde, in denen schon in geringeren Tiefen hohe Temperaturen herrschen, etwa in vulkanischen Gebieten.

Wie entsteht Strom aus Erdwärme?

Zur Stromerzeugung aus Erdwärme werden im Wesentlichen zwei Verfahren angewendet: Bei der „hydrothermalen Geothermie“ werden unterirdische Heißwasservorkommen angezapft. Die Wärme des heißen Wassers wird in einem Geothermie-Kraftwerk mithilfe von Wärmetauschern und Turbinen in Strom verwandelt. In Deutschland gibt es solche heißen Tiefenwässer im Norddeutschen Becken, im Oberrheingraben und im Süddeutschen Molassebecken. Wo keine Thermalwässer anstehen, sind sogenannte Enhanced Geothermal Systems (EGS) das Mittel der Wahl, um die Erdwärme nutzbar zu machen. Dabei wird wie in einem riesigen Durchlauferhitzer über ein bis zu 5000 Meter tiefes Bohrloch Wasser in den Untergrund gepumpt, wo es sich aufheizt und über ein zweites Bohrloch wieder entnommen wird. Die gewonnene Wärme wird dann in einem Geothermiekraftwerk in Strom verwandelt.

Das erste Geothermiekraftwerk der Welt

Frühe Beispiele der Erdwärmenutzung finden sich schon in den Thermen der Römer, im alten China sowie im Osmanischen Reich. In Zentralfrankreich gab es im 14. Jahrhundert in der Nähe des Städtchens Chaudes-Aigues sogar schon ein geothermisches Fernwärmenetz. Das weltweit erste Erdwärmekraftwerk zur Stromerzeugung entstand aber erst 1913 im oberitalienischen Städtchen Larderello. Mit einer Leistung von 400 Megawatt gehört es noch heute zu den größten Geothermiekraftwerken der Welt.

Erdwärmenutzung in Deutschland

Quelle: BWP Zur Wärmegewinnung wird Geothermie auch in Deutschland inzwischen umfangreich genutzt – meist in Form privater Wärmepumpen. Die Stromerzeugung steckt allerdings noch in den Kinderschuhen. Das liegt daran, dass oberflächennahe Heißwasserreservoire in unseren Breitengraden selten und Tiefenbohrungen teuer sind. Neue Technologien könnten die Stromerzeugung aus Erdwärme in Zukunft aber zunehmend effizienter machen. Nach den Plänen der Bundesregierung sollen bis 2020 rund 280 Megawatt Leistung zur geothermischen Stromerzeugung installiert sein. Das wäre das 40-Fache der gegenwärtig installierten Leistung.

Geothermie in Zahlen

Die aktuellsten Zahlen zur weltweiten Nutzung der Geothermie basieren auf den Erfassungen des geothermischen Weltkongresses (WGC) der International Geothermal Association (IGA) aus dem Jahre 2005. Danach rangierte Deutschland mit 952 MW installierter Leistung auf Rang 4 der größten Geothermie-Produzenten in Europa – nach Schweden (3840 MW), Island (1844) und der Türkei (1385 MW). Aufgrund des Booms der Energieform dürften diese Zahlen aber längst überholt sein.