Die Vorteile auf einen Blick
Geothermie ist eine erneuerbare Energiequelle, die natürliche Wärme im Erdinneren nutzbar macht. Mithilfe geschlossener Thermalwasserkreisläufe kann diese Wärme in geothermischen Erzeugungsanlagen gefördert werden.
Im Erdmantel herrschen Temperaturen von 100 bis zu 3.500 °C. Sie werden größtenteils durch natürliche Zerfallsprozesse im Erdinneren hervorgerufen.
In vulkanisch nicht aktiven Regionen nimmt die Temperatur im Erdreich im Schnitt um 3 °C pro 100 m Tiefe zu. An geothermisch besonders günstigen Standorten wie dem Oberrheingraben und damit auch dem Schwetzinger Hardt nimmt die Temperatur sogar um bis zu 4 °C oder mehr pro 100 m Tiefe zu. Dort werden in rund 3.500 m Tiefe bereits Temperaturen von über 160 °C erreicht – die höchsten in Deutschland. Diese Erdwärme kann zum Heizen, Kühlen und zur Stromerzeugung eingesetzt werden.
Grundsätzlich wird zwischen der oberflächennahen und der tiefen Geothermie unterschieden. Die beiden geothermischen Nutzungsformen können mit verschiedenen technischen Verfahren unterschiedliche tiefenbedingte Temperaturniveaus erschließen.
Tiefe Geothermie
Im Vergleich zur oberflächennahen Geothermie, die den Schichten nahe der Erdoberfläche Wärme entzieht, nutzt tiefe Geothermie die natürlich auftretenden hohen Temperaturen in mehreren Kilometern Tiefe.
Um erneuerbare Wärme aus tiefer Geothermie verfügbar zu machen, eignen sich grundsätzlich zwei Verfahren – während petrothermale Systeme zusätzliches Wasser in das Erdinnere pressen und dort über künstlich geschaffene Strukturen erwärmen, kommen hydrothermale Verfahren ganz ohne zusätzliche Wasserzufuhr aus. Dafür nutzen sie bereits bestehende natürliche Thermalwasservorkommen, die sich circa 2.500 bis 4.000 Meter unter der Erdoberfläche befinden.
Der für den Wärmetransport benötigte Wasserkreislauf bleibt jederzeit geschlossen. So stellen wir sicher, dass umliegende Sedimentschichten geschützt sind. Durch die unterirdische Förderung entstehen keine Gerüche. Die gesetzlich vorgegebenen Grenzwerte für Geräusch- oder Schallemissionen halten wir ein. Die eingesetzten Stoffe sind umweltverträglich, von der Landesbergdirektion geprüft und werden auch im Brunnenbau seit Jahrzehnten zuverlässig eingesetzt.
Eine Technologie, vier Optionen
Tiefe Geothermie mit hydrothermalem Verfahren - In hydrothermalen geothermischen Systemen werden bestehende natürliche Wasservorkommen über mindestens zwei Tiefbohrungen in einem geschlossenen Kreislauf geführt. Das heißt über eine sogenannte Förderbohrung wird heißes Tiefenwasser an die Erdoberfläche befördert und mittels Wärmetauscher zur Energiegewinnung genutzt. Das abgekühlte Tiefenwasser wird über eine zweite Bohrung, die Injektionsbohrung, wieder in das Reservoir abgegeben. Eine zusätzliche Wasserzufuhr ist nicht nötig.
Tiefe Geothermie mit petrothermalem Verfahren - Petrothermale Systeme verwenden künstliche Wasserreservoire und sind damit unabhängig von Wasservorkommen im Erdinneren. Es werden Bohrungen mit mehr als 5.000 Metern Tiefe vorgenommen, in die kaltes Wasser injiziert wird. Dieses erwärmt sich durch das heiße umliegende Gestein und steigt auf, sodass die Energie in einer übertägigen Anlage zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden kann.
Oberflächennahe Geothermie mit Wasserreservoiren - Bei dieser Form der Erdwärmenutzung werden oberflächennahe Wasserströme über Brunnenanlagen in Tiefen von wenigen Metern genutzt. Auf diese Weise kann dem Wasser über Wärmeübertrager Wärme entzogen werden, die anschließend mittels Wärmepumpen auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird. Somit ist eine Nutzung der Wärme in Gebäuden möglich.
Oberflächennahe Geothermie mit Erdsonden - Über oberflächennahe Rohrleitungen, beziehungsweise Bohrungen von in der Regel weniger als 100 Metern wird dem angrenzenden Erdreich Wärme entzogen. Die Wärmeenergie wird mit einer Wärmepumpe auf die benötigten Temperaturen zur Wärmeversorgung von Gebäuden gebracht.
Funktionsweise eines Geothermie-Heizwerks
Geothermie im Einsatz
Geothermie ist eine bewährte und seit mehr als einem Jahrhundert erprobte Technologie. Heute setzen bereits rund 90 Staaten überall auf der Welt auf erneuerbare Wärme aus Geothermie.
In Deutschland sind aktuell 42 Geothermie-Anlagen im Einsatz. 40 davon gewinnen thermische Energie für Wärmenetze. Sie machen damit deutschlandweit jedoch gerade einmal ein Prozent der aus Erneuerbaren Energien erzeugten Wärme aus. Länder wie Island machen vor, wie es auch gehen kann: Der Inselstaat deckt mittlerweile 90 Prozent seines Wärmebedarfs aus Geothermie. Selbstverständlich sind die geologischen Voraussetzungen dort nochmals um einiges günstiger. Doch auch in Deutschland könnte Studien zufolge mindestens ein Viertel des Gesamtwärmebedarfs über tiefe geothermische Energiesysteme bereitgestellt werden.
Gerade in urbanen Regionen kann der Geothermie eine besondere Rolle zukommen, da der Energieträger ohne großen Flächenbedarf oder lange Transportwege auskommt. Städte wie München setzen deshalb heute schon in großem Maße auf Geothermie: In der bayerischen Landeshauptstadt steht neben fünf weiteren Anlagen Deutschlands größtes Geothermie-Heizwerk. Und mit Berlin hat 2023 auch die Bundeshauptstadt den Bau von drei Anlagen in das Sofortprogramm des Landes aufgenommen.