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Geothermie
- Geothermie nutzt die Wärme im Erdinneren. © Jazzrocker / photocase.com
Das Innere der Erde ist sehr heiß, wie Vulkane und Geysire zeigen. Diese Wärme zu nutzen ist Ziel der Geothermie.
Je tiefer in das Innere der Erde vorgedrungen wird, desto wärmer wird es. Nach wissenschaftlichen Berechnungen beträgt die Temperatur im Erdkern etwa 4.000 bis 5.000 °C. Bis jetzt findet eine Energie- und Rohstoffgewinnung nur in der oberen Erdkruste, also auf den ersten 10 km statt. Mit Tiefbohrprojekten wurde bislang eine maximale Tiefe von ca. 12 km erreicht. Demzufolge sind alle Kenntnisse über die Verhältnisse in größeren Tiefen indirekt, das heißt mit geophysikalischen Methoden ermittelt.
Erdwärme kann grundsätzlich aus unterschiedlichen Tiefen entnommen werden. Ihre technische Nutzbarkeit hängt in erster Linie von den geologischen und hydrogeologischen Bedingungen am Standort ab. Für die oberflächennahe Wärme (etwa bis 400 m Tiefe) werden erdgekoppelte Wärmepumpen eingesetzt.
Die Nutzung der Wärme in tieferen Schichten wird im Wesentlichen nach zwei Verfahren unterscheiden:
- Bei der hydrothermalen Geothermie in 1.500 bis 3.000 m Tiefe werden die im Gestein vorhandenen Schichten warmen Wassers gefördert und über einen Wärmetauscher geleitet. Die gewonnene Wärme wird anschließend z. B. in ein Fernwärmenetz eingespeist.
- Petrothermale Systeme nutzen die im tiefen, kristallinen Gestein enthaltene Wärme in 3.000 bis 6.000 m Tiefe.
Weltweit gehört Geothermie zu den ergiebigsten erneuerbaren Energiequellen und ist darüber hinaus von der Sonneneinstrahlung unabhängig. Auch in Deutschland gibt es Potenziale, Erdwärme zukünftig stärker zu nutzen.
In 1.000 bis ca. 5.000 m Tiefe finden sich in geologisch ganz unterschiedlichen Regionen Deutschlands Warmwasservorkommen (Thermalwässer). Ihre Temperaturen liegen regional verschieden und tiefenabhängig zwischen 40 und 190 °C. In Norddeutschland und im Rheingraben weisen diese Thermalwässer einen hohen Salzgehalt auf, während sie im Süden meist über beste Trinkwasserqualität verfügen.
In Deutschland existieren derzeit 24 größere hydrothermale Heizwerke im Leistungsbereich zwischen 100 kW und 20 MW. Häufig wird in diesen Anlagen die geothermische Wärme kaskadenartig genutzt, z. B. durch eine gekoppelte Verwendung des Thermalwassers für eine Fernwärmeversorgung und anschließend für die Trinkwasserversorgung.
