Geothermie

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Die Geothermie nutzt die W?rme aus der Erde
Quelle: kichatof / Fotolia.com

Geothermie bezeichnet die in der Erdkruste gespeicherte W?rmeenergie als auch die ingenieurtechnische Nutzung. Geothermie kann zum Heizen, Kühlen und zur Stromerzeugung eingesetzt werden. In Deutschland steigt die Temperatur in der Erdkruste durchschnittlich um 3 Kelvin pro 100 Meter an. Dementsprechend erschlie?en oberfl?chennahe und tiefe Geothermie Bereiche unterschiedlichen Temperaturniveaus.

Inhaltsverzeichnis

 

Oberfl?chennahe Geothermie

Als oberfl?chennahe Geothermie gilt die Nutzung der Erdw?rme aus bis zu 400 Meter Tiefe. W?rme aus diesem Tiefenstockwerk muss aufgrund der noch relativ geringen Temperatur auf ein nutzbares Temperaturniveau gehoben werden. Um beispielsweise Geb?ude mit oberfl?chennaher Geothermie heizen zu k?nnen, sind daher W?rmepumpen erforderlich. Oberfl?chennahe Geothermie aus dem Erdreich z?hlt, neben der Umweltw?rme aus der Luft oder aus Oberfl?chengew?ssern, zur Umgebungsw?rme.

 

Tiefe Geothermie

Die tiefe Geothermie st??t gegenüber der oberfl?chennahen Nutzung von Erdw?rme in andere Dimensionen vor. Es werden nicht nur W?rmereservoire in gr??eren Tiefen erschlossen und dabei Bohrl?cher von bis zu fünf Kilometer Tiefe gebohrt. Auch die damit betriebenen Anlagen sind wesentlich gr??er und leistungsf?higer.

Mit Erdw?rme aus Tiefengeothermie werden W?rmenetze gespeist und ganze Stadtviertel mit Heizw?rme versorgt. Ist das Temperaturniveau hoch genug, kann mit einem Geothermiekraftwerk auch Strom erzeugt werden. Geothermie ist nicht von Wettereinflüssen abh?ngig und kann das ganze Jahr über ann?hernd ununterbrochen umweltfreundlichen Strom liefern. In einer vom Bundesumweltministerium gef?rderten Demonstrationsanlage in Unterhaching bei München werden die Nutzungsformen W?rmebereitstellung und Stromerzeugung miteinander kombiniert. Es ist die erste Anlage dieser Art im Süddeutschen Molassebecken.

Bei der Stromwandlung k?nnen in einem Geothermiekraftwerk verschiedene Arbeitsmittel eingesetzt und Ma?nahmen zur Steigerung der Energieeffizienz durchgeführt werden. Dabei ist auf deren Klimawirksamkeit zu achten. Hierzu wurden im Auftrag des Umweltbundesamtes Untersuchungen zum Einsatz von fluorierten Arbeitsmitteln durchgeführt und Umweltwirkungen von Ma?nahmen zur Steigerung der Energieeffizienz?untersucht.

Eine Auswertung der Umwelteffekte bei der Stromerzeugung mit tiefer Geothermie hat ergeben, dass diese gegenw?rtig und zukünftig einen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung leisten kann. Die Umwelteffekte sind lokal begrenzt und technisch beherrschbar. Strom- und W?rmeerzeugung aus Geothermie stellt gemeinsam mit anderen erneuerbaren Energien eine umwelt- und klimafreundliche Alternative zur fossilen Energie dar. In der Studie "Energieziel 2050" des Umweltbundesamtes zu der Realisierbarkeit einer rein erneuerbaren Energieversorgung wurde für die Stromerzeugung aus Geothermie ein beachtliches Potenzial ermittelt.

Neben der Temperatur ist die Durchl?ssigkeit des Gesteins im F?rderhorizont ein entscheidender Parameter, der die erfolgreiche geothermische Nutzung bestimmt. In den meisten F?llen ist von vornherein ausreichend Thermalwasser sowie eine gute Durchl?ssigkeit vorhanden, andernfalls kann diese mithilfe von hydraulischen und chemischen Stimulationsma?nahmen erh?ht werden. M?gliche Umweltauswirkungen, die dabei befürchtet werden – in der Hauptsache sind dies induzierte Seismizit?t und m?gliche Beeintr?chtigungen der zur Trinkwasserversorgung dienenden Grundwasserleiter und Oberfl?chengew?sser – wurden in einem Gutachten untersucht. Auch hier zeigt sich, dass bei Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben und Nutzung geeigneter Frühwarnsysteme keine unbeherrschbaren Risiken für die Umwelt bestehen.

Das geothermische Potenzial und auch die Notwendigkeit, nachhaltige Entwicklungsprozesse zu f?rdern, richtet sich nicht nach Landesgrenzen. Im Rahmen eines Beratungshilfeprojektes wurden daher die Nutzungsm?glichkeiten für ?Geothermische Strom- und W?rmeerzeugung in Ungarn“ untersucht.

Schema eines geothermischen Kraftwerks mit einer sogenannten Dublette
Schema eines geothermischen Kraftwerks

Schema eines geothermischen Kraftwerks mit einer sogenannten Dublette

Quelle: Bl?cher/Frick GFZ
 

Geothermie im Schulunterricht

Wie man Erdw?rme zum Heizen, Kühlen und zur Stromerzeugung erschlie?t, k?nnen Schülerinnen und Schüler von der Schülergruppe aus einer Broschüre für die Jahrgangsstufen 7 bis 10 erfahren. Für ein Referat machen sie sich schrittweise mit den zahlreichen M?glichkeiten der Energie aus der Tiefe vertraut.