Geothermie – Die energetische Kraft der Erdwärme
Zwar hat sich seit 1996 der prozentuale Anteil der Energiegewinnung aus alternativen Energien vervierfacht, doch die hierzulande gewonnene Energie aus Erdwärme ist derzeit mit 0,4% verschwindend gering. Dabei ist nicht nur die Idee, Erdwärme technisch zu nutzen, schon über 100 Jahre alt: Bereits 1904 entstand die erste funktionale Erdwärmeanlage in Italien. Die erste deutsche Anlage nahm in Waren vor fast 20 Jahren ihren Dienst auf. Für weitere Anlagen in Deutschland sind besonders die Region Oberrheintal, das Norddeutsche Tiefland und das Molassebecken bedeutsam.
Bei einem Vulkanausbruch zeigt sich nicht nur die Kraft, die der Erdboden bereithält; die mehrere hundert Grad heißen Gesteinstrümmer und Lava aus 2000 Metern Tiefe geben Aufschluss über die Wärme, die in den geologischen Schichten verborgen ist. Bereits in hundert Metern Tiefe ist je nach Standort eine konstante Temperatur von sieben bis zwölf Grad zu messen.
Potential noch lang nicht ausgeschöpft
Das globale Potential thermaler Energie ist gigantisch. Da es jedoch in Deutschland 
keinen Vulkan gibt, der die Wärme näher an die Oberfläche bringt, müssen geothermische Großanlagen einige Kilometer tief in die Erde bohren, um wirtschaftlich zu arbeiten (Tiefengeothermie). Denn pro 100 Meter Tiefe steigt die Temperatur des Erdbodens um 3° – in der Schwäbischen Alb gar um 10°! Die Wärme wird zur Stromerzeugung oder direkt zum Heizen verwendet. Doch die Investionskosten sind hoch und technische Probleme sind an der Tagesordnung. Da kommen positive Meldungen und aktuelle Neuerung aus Pilotprojekten mit Tiefenbohrungen von bis zu sechs Kilometern gerade recht. Einige klingen vielversprechend.
Mehr Informationen finden Sie
- auf der Seite der Universität Insbruck und
- auf unseren Beratungsseiten zur Erdwärme und
- im Glossar beim Bundesverband für Geothermie
Nutzung der Wärme
Die vom geologischen Landesamt genehmigungspflichtigen Tiefenbohrungen in bis zu 3km Tiefe schaffen den direkten Zugang zu nutzbarem Heißwasser und -Dampf. Lässt sich jedoch kein Wasser finden, wird das Hot-Dry-Rock-Prinzip angewandt. Dabei wird unter Druck Wasser in das Bohrloch gepresst. In der Tiefe erhitzen sich Flüssigkeiten wie Ammoniak oder organische Stoffe, die einen niedrigen Siedepunkt haben. Sie werden über ein zweites Bohrloch wieder an die Erdoberfläche geholt. Nach diesem Prinzip funktionieren alle an Eigenheimen installierten Erdwärmeanlagen, die Sole als Energieträger verwenden.
Ungünstige Voraussetzungen?
In Deutschland sind die Voraussetzungen zur Stromerzeugung ungünstig, da nicht genügend Grundwärme aus dem Erdinneren gefördert werden kann. Zur direkten Erwärmung von Wasser ist die Energieform aber brauchbar. Dazu wurde im Jahre 2004 das erste geothermische Kraftwerk eröffnet. Mindestens ein Dutzend Kraftwerke sind bereits fertiggestellt, weitere 14 in Planung. Insgesamt sind ca. 50 Standorte in Deutschland wirtschaftlich sinnvoll und ökologisch vertretbar. Besonders Bayern ist Vorreiter auf dem Gebiet bei 
Umsetzung und Planung weiterer Kraftwerke. Allein dort sollen durch den Ausbau der Kraftwerke bis zu 8 Millionen Liter Heizöl eingespart werden können.
Erst kürzlich wurde am 19.11.2010 in Kirchweidach mit dem Bau eines Kraftwerkes (Foto links: AP) begonnen, deren Jahreskapazität bei 60 Mio KW/h liegt – zum Vergleich: In ganz Deutschland wurde bisher eine Gesamtkapazität von 20 Mio Kilowattstunden erzeugt. Zwei Bohrungen in vier Kilometer Tiefe nutzen das 130° heiße Wasser auf umweltfreundliche Weise zur Energiegewinnung.
Oberflächennahe Geothermie
Neben der Tiefengeothermie lässt sich die Wärme aus der Erde auch großflächig fördern. Dies nennt man oberflächennahe Geothermie. Dabei kommen Erdkollektoren zum Einsatz. Eine Anlage kann dann je nach gewünschter Ausbringungsmenge und Platzverhältnissen mehrere hundert Quadratmeter einnehmen.
Auflagepflichtige Grünflächen oder unternehmenseigene Grünanlagen können sinnvoll genutzt werden. Sie dienen dann dem Hauptgebäude im Sommer zur Kühlung und zur Erwärmung im Winter. Mit einer Wärmepumpe kann die Temperaturdifferenz zur Außentemperatur wirtschaftlich genutzt werden. Erdwärmeanlagen lassen sich mit Sonnenkollektoren koppeln. Auf den Quadratmeter können so zwischen 15 bis 40 Watt Energie entzogen werden.
Viele diese großflächige Anlagen werden vor allem in Zusammenarbeit mit regionalen Trägern realisiert, die diese Anlagen selbst verwalten. Es kehrt damit eine gewisse Form von regionaler Souveränität in Form einer Selbstversorgung in die Kommunen zurück.
Naturdampfwerke
Ein Blick in die Zukunft gefällig? Vulkankraftwerke sollen die Wärmedämpfe in Leistung umwandeln. In Island sollen diese Naturdampfwerke 50 MW bis 120 MW erzielen. Die Energie des Wasserdampfs soll in Verbindung mit einem Turbine-Generator gewonnen werden. Konkrete Entwürfe liegen aber noch nicht vor. Ähnliche Kreativität legte man bei der Nutzung der Windenergie an den Tag: Drachen in mehreren Kilometern Höhe sollen die Energie aus z.B. kräftigen Passatwinden zum Boden leiten.
