Unter Geothermie wird allgemein die Nutzung der Erdwärme zur Energiegewinnung verstanden. Schon wenige Meter unterhalb der Erdoberfläche hat die Sonne keinen Einfluss mehr auf die Temperaturen. Je tiefer man in die Erde eindringt, desto heißer wird es; im inneren Erdkern vermutet man eine Temperatur von ungefähr 6.000 Grad Celsius. In unseren Breitengraden nimmt die Temperatur pro 100 Meter Tiefe durchschnittlich um drei Grad Celsius zu. Diese Hitze kann als Energie genutzt werden.

Ebenso wie die Wind- und Sonnenenergie ist auch der Einsatz der Geothermie bisher häufig unter wettbewerblichen Bedingungen noch nicht rentabel und benötigt daher staatliche Förderung. Experten versprechen sich jedoch zukünftig viel von der Geothermie, da diese im Gegensatz zu anderen nachhaltigen Energiequellen zwei grundlegende Vorteile aufweist: Sie ist fast flächendeckend vorhanden und nutzbar, und sie steht unabhängig von der Tageszeit und den aktuellen Wetterbedingungen immer zur Verfügung. Gerade der letzte Punkt ist von besonderer Bedeutung, weil man die Geothermie anders als Wind- oder Sonnenenergie auch zur Grundlastdeckung bei der Stromversorgung einsetzen kann.

Schon seit Jahrtausenden nutzen die Menschen die Erdwärme auf verschiedene Arten, zum Beispiel in Form von heißen Quellen in Thermalbädern. Heute steht darüber hinaus eine ganze Reihe weiterer Techniken zur Verfü-gung, um die Erdwärme zu erschließen. Prinzipiell kann die Geothermie sowohl als Heizenergie als auch zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Vorreiter auf dem Gebiet der Nutzung der Erdwärme ist Island; es stellt mit einer thermischen Leistung von über 6.000 Watt pro Einwohner (insgesamt 1.791 MW) bereits rund 86 Prozent seiner Heizenergie mittels Geothermieanlagen bereit. Weltweit beläuft sich die Leistung der thermischen Geothermieanlagen auf rund 28.000 MW. Mit bisher gerade einmal 505 MW installierter thermischer Leistung zählt Deutschland im internationalen Vergleich nicht zu den Spitzenreitern auf dem Gebiet. Allerdings wurden in den letzten Jahren auch hierzulande zahlreiche neue Projekte zur verstärkten Nutzung der Erdwärme angestoßen. Darüber hinaus gehört Deutschland zu den 24 Ländern, die bereits erste Erfahrungen mit Anlagen zur geothermischen Stromerzeugung sammeln. Weltweit beträgt die installierte Leistung zur Stromerzeugung mittels Geothermie ca. 8.900 MW.

Es gibt eine Vielzahl von Techniken, mit denen die Erdwärme nutzbar gemacht werden kann. Die für einen Einsatz in Deutschland interessantesten Techniken sind die oberflächennahe Geothermie und das so genannte Hot-Dry-Rock-Verfahren (HDR):

  • Die oberflächennahe Geothermie bildet die bei uns am häufigsten genutzte Form der Geothermie. Bei dieser Technologie wird eine Wärmeträgerflüssigkeit mittels einer Sonde durch den Boden geleitet. Die sich dabei aufwärmende Flüssigkeit wird dann in Verbindung mit einer Wärmepumpe zum Heizen verwendet. Diese Nutzungsart bietet sich vor allem für einzelne Wohngebäude und kleinere Betriebe an. Meist reicht hierfür schon eine Bohrtiefe von ca. 100 Metern.
  • Wesentlich aufwendiger und anspruchsvoller ist hingegen das Hot-Dry-Rock-Verfahren, bei dem wesentlich tiefere Bohrungen vorgenommen werden müssen. In der Regel werden hierbei Tiefen von 2.000 bis 5.000 Metern benötigt. In dieser Tiefe befinden sich kristalline Gesteine, die bis zu 200 Grad Celsius heiß sind. Bei diesem Verfah-ren werden mindestens zwei Bohrungen benötigt. Zunächst wird durch beide Bohrungen Wasser mit hohem Druck in den Untergrund gepresst. Hierdurch weiten sich kleine im Gestein vorhandene Risse aus, neue Risse entstehen und es bilden sich Fließwege. Die beiden Bohrungen mit dem dazwischen liegenden Gebilde aus Rissen ergeben so einen geothermischen Wärmetauscher. Anschließend wird Wasser in eine der Bohrungen eingeleitet, tief im Boden durch das heiße Gestein aufgewärmt und mithilfe der zweiten Bohrung wieder nach oben geleitet. An der Oberfläche kann das heiße Wasser dann als Wasserdampf eine Turbine antreiben und Strom erzeugen oder direkt über ein Fernwärmenetz zu Heizzwecken verwendet werden. In Deutschland wird dieses Verfahren bereits an verschiedenen Forschungsstandorten erprobt und weiterentwickelt.

www.erneuerbare-energien.de/inhalt/4594

www.bine.info/pdf/publikation/ba08internetx.pdf

www.energieland.nrw.de/service/brosch_down/Geothermie.pdf