Was ist Geothermie?

Was genau ist Geothermie?

„gé" (griech.) = Erde, Land

„thermós (griech.) = warm, heiß

Geothermie heißt also „Erdwärme". Im Allgemeinen bezeichnet Geothermie die in der Erdkruste gespeicherte Wärmeenergie. Anwendungstechnisch ist damit die Gewinnung und Nutzbarmachung der Erdwärme (z.B. für Heizzwecke oder zur Stromerzeugung) gemeint. Die Nutzung von heißem Wasser oder Dampf wird auch als hydrothermale Geothermie bezeichnet.

Wie gewinnt man geothermische Energie?

Je nach Tiefe der Erschließung und angewandter Technik unterscheidet man grob zwischen oberflächennaher und tiefer Geothermie:

Oberflächennahe Geothermie bezieht sich auf Nutzung der Erdwärme aus bis zu ca. 400 m Tiefe mittels Erdwärmesonden, Erdwärmekollektoren oder durch flache Brunnen. Während die obersten 10-15 m unterhalb der Erdoberfläche noch durch jahreszeitliche Temperaturschwankungen und vor allem durch den solaren Eintrag geprägt sind, sind die Temperaturen im Erdreich ab einer Tiefe von ca. 15 m über das Jahr hinweg nahezu konstant und nehmen zur Tiefe hin kontinuierlich mit durchschnittlich ca. 3°C je 100 m zu. Bereits die relativ geringen Temperaturen des Bodens, des Gesteins oder des Grundwassers nahe der Erdoberfläche können mittels Wärmepumpe für eine Wärmeversorgung nutzbar gemacht werden.

Unter tiefer Geothermie versteht man die thermische Nutzung des Untergrunds ab ca. 400 m bis zu mehreren Kilometern Tiefe mit Hilfe von Tiefbohrungen. Gebiete, die in Deutschland für die Nutzung hydrothermaler Geothermie gut geeignet sind, befinden sich im Oberrheingraben, im Norddeutschen Becken und im Süddeutschen Molassebecken.

Grundsätzlich arbeitet man bei den tiefen Geothermiebohrungen mit vergleichbarer Technik, die bei der Suche nach Erdöl oder Erdgas zum Einsatz kommt. Unterschiede bestehen in den häufig größeren Bohrdurchmessern und den höheren Anforderungen an die Rohre (Casing) aufgrund der hohen Fördertemperaturen.

Den Tiefbohrungen gehen sorgfältige Analysen des Untergrundes voraus (z.B. durch seismische Erkundungen).

Das angetroffene Thermalwasser steht im tieferen Untergrund in der Regel unter hohem Druck (gespanntes Grundwasser), das bedeutet, dass das Wasser nach Anbohren der thermalwasserführenden Gesteinsschicht im Bohrloch von selbst nach oben hin aufsteigt. Der Druckwasserspiegel stellt sich in der Regel einige zehner bis über hundert Meter unter der Erdoberfläche ein. Um das Wasser bis an die Oberfläche zu befördern, muss dann noch zusätzlich eine Pumpe zum Einsatz kommen. In einigen Regionen ist der Wasserdruck jedoch ausreichend hoch genug, dass das Wasser von selbst  (ohne Pumpen) bis zur Erdoberfläche (oder höher) aufsteigen kann. In diesem Fall spricht man von artesisch gespanntem Grundwasser.

Um einen ausgeglichenen Grundwasserhaushalt zu gewährleisten, wird das thermisch genutzte Wasser durch eine Reinjektionsbohrung wieder in die thermalwasserführende Gesteinsschicht zurückgeführt. Diese Bohrung liegt möglichst so weit von der Förderbohrung entfernt, dass das abgekühlte Wasser die Temperatur in der Förderbohrung nicht unmittelbar beeinflusst. Ein System mit Förder- und Reinjektionsbohrung wird auch als „Dublette" bezeichnet.

Vorteil der Geothermie?

Ein großer Vorteil der geothermischen Nutzung ist neben der Nachhaltigkeit auch die saison- und witterungsunabhängige Bereitstellung von Energie. Außerdem ist der Flächenbedarf eines geothermischen Kraftwerks bzw. einer Heizzentrale vergleichsweise gering. Ist die Anlage und das Fernwärmenetz erst einmal errichtet, fallen keine weiteren zusätzlichen Transportbewegungen an. In den beheizten Gebäuden werden keine zusätzlichen Lagerflächen (z.B. für Öltanks) mehr benötigt. Auch entfällt die Notwendigkeit für eine Gewässerschadenshaftpflichtversicherung. Im Gegensatz zu Verbrennungskesseln bzw. Gasanschlüssen, besteht bei einer geothermischen Versorgung keine potenzielle Brand- oder Explosionsgefahr für die Gebäude.

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