Energiewissen strukturiert. Energiethemen – Energiearten – Energieanwendungen – Energieakteure

Erdwärme

Allgemeines

Erdwärme ist die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherte Wärme (thermische Energie). Sie umfasst die in der Erde gespeicherte Energie, soweit sie entzogen und genutzt werden kann, und zählt zu den regenerativen Energien. Sie kann sowohl direkt genutzt werden, etwa zum Heizen und Kühlen im Wärmemarkt (Wärmepumpenheizung), als auch zur Erzeugung von elektrischem Strom oder in einer Kraft-Wärme-Kopplung.

Gothermie bezeichnet sowohl die geowissenschaftliche Untersuchung der thermischen Situation als auch die ingenieurtechnische Nutzung der Erdwärme.

Quelle: Wikipedia

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Ökologische Aspekte

Die Geothermie erfüllt die Kriterien der Nachhaltigkeit. Sie gehört somit zu den regenerativen Energiequellen, da ihr Potenzial sehr groß und nach menschlichem Ermessen unerschöpflich ist. Theoretisch würde allein die in den oberen 3 Kilometer der Erdkruste gespeicherte Energie ausreichen, um die Welt für etwa 100.000 Jahre mit Energie zu versorgen. Einen entscheidenden Einfluss muss jedoch dem Wärmeträgerfluid (Wasser od. Dampf) beigemessen werden. Wird die Wärme über das Fluid im großen Maßstab dem Untergrund entzogen, so wird, in Abhängigkeit von den geologischen Rahmenbedingungen, regional mehr Wärme entzogen, als durch den natürlichen Wärmestrom zunächst "nachfließen" kann. So gesehen wird die Wärme zunächst "abgebaut". Nach Beendigung der Nutzung werden sich jedoch die natürlichen Temperaturverhältnisse nach einer gewissen Zeit wieder einstellen.

Geothermie ist eine der wenigen erneuerbaren Energien, die bei der Stromerzeugung grundlastfähig ist. Sie leistet daher einen entscheidenden Beitrag bei der Gestaltung eines Energiemixes aus regenerativen Energien. Nach den Vorstellungen der Branche werden durch Geothermie bis zum Jahr 2020 mehr als 20 Millionen Tonnen Kohlendioxid eingespart. Die Kosten für eine Tonne CO2-Einsparung liegen bei etwa 70 €/t (Vergleich: Photovoltaik 2210 €/t).

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Ökonomische Aspekte

Die geringe Nutzung der überall vorhandenen und vom Energieangebot her kostenlosen Geothermie liegt darin begründet, dass sowohl der Wärmestrom mit 0,06 Watt/m² als auch die Temperaturzunahme mit der Tiefe mit 3 °C/100 m in den zugänglichen Teilen der Erdkruste, von besonderen Standorten abgesehen, so gering sind, dass eine Nutzung zu Zeiten niedriger Energiepreise nicht wirtschaftlich war. Durch das Bewusstwerden des CO2-Problems und der absehbaren Verknappung der fossilen Energieträger setzte eine stärkere geologische Erkundung und technische Weiterentwicklung der Geothermie ein.

Da die eigentliche Energie, die Geothermie kostenlos ist, wird die Wirtschaftlichkeit einer Geothermienutzung vor allem durch die Investitionskosten (Zinsen) und Unterhaltskosten der Anlagen bestimmt.

Unter den gegenwärtigen politischen Rahmenbedingungen (Erneuerbare-Energien-Gesetz) ist eine Wirtschaftlichkeit bei größeren Geothermieanlagen auch in Deutschland in vielen Gebieten, wie z. B. in Oberbayern, Oberrheingraben und Norddeutsches Becken, erreichbar.

Grundsätzlich sind größere Geothermieanlagen (über 0,5 MW und mit einer Tiefe von mehr als 500 m) immer mit gewissen Fündigkeitsrisiken behaftet, da die tieferen Erdschichten eben nur punktuell und oft in geringem Ausmaß erkundet sind. Dabei lassen sich die anzutreffenden Temperaturen meist recht gut prognostizieren, die bei hydrothermalen Anlagen aber besonders relevanten Schüttmengen sind jedoch häufig nicht gut vorhersehbar. Neuerdings werden allerdings Risikoversicherungen dazu angeboten.

Die oberflächennahe Erdwärmenutzung für die Heizung von Gebäuden mittels einer Wärmepumpe ist bereits konkurrenzfähig und zeichnet sich durch sehr niedrige Betriebskosten aus. Wärmepumpenheizungen bestehen in der Regel aus einer oder mehreren Erdwärmesonde(n) und einer Wärmepumpe. 2004 wurden in Deutschland etwa 9.500 neue Anlagen errichtet, 2006 waren es schon 28.000, der Bestand übersteigt 130.000. In der Schweiz waren es 2004 rund 4.000 neue Anlagen mit Erdwärmenutzung. Der Marktanteil in Deutschland ist im Gegensatz zu Ländern wie Schweden, der Schweiz oder Österreich jedoch noch gering.

Bei den Betriebskosten spielt die Beständigkeit der Anlagen gegen Verschleiß (z. B. bewegte Teile einer Wärmepumpe oder eines Stirlingmotors) eine Rolle. Bei offenen Systemen kann Korrosion durch aggressive Bestandteile im wärmetransportierenden Wasser entstehen (alle Teile in der Erde und die Wärmeübertrager). Diese anfänglich bedeutenden Probleme sind jedoch heute weitgehend technisch gelöst.

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Sicherheitsaspekte

Kleinere, kaum oder nicht spürbare Erderschütterungen sind bei Projekten der Tiefen Geothermie in der Stimulationsphase nicht ungewöhnlich. Diese können jedoch, wenn das Geothermieprojekt in einem Erdbebengebiet liegt, vorhandene Spannungen im Untergrund abbauen und dabei stärkere Erdstöße auslösen.

Dies war zum Beispiel bei einem Geothermieprojekt (Deep Heat Mining Basel) in Kleinhüningen im Großraum Basel/Schweiz der Fall: Seit dem 8. Dezember 2006 hat es etwa im Abstand von mehreren Wochen bis zu einem Monat 5 leichte Erschütterungen mit abnehmender Magnitude (von 3,4 bis 2,9 auf der Richterskala) gegeben.

Personenschäden sind bei den fünf Erdstößen nicht bekannt geworden, Sachschäden nicht nachgewiesen.

Inzwischen liegen jedoch 2300 Sachschadensmeldungen vor. 500 Schadensmeldungen wurden schon an die Versicherungen weiter gereicht. 20 Geschädigten wurde inzwischen eine Entschädigung von durchschnittlich 1.000 SFr ausbezahlt. Es wird geschätzt, dass die Gesamt-Regelungssumme auf 2 bis 3 Mio. Franken steigen kann. Die außergerichtliche Auszahlung dieser Beträge bedeutet jedoch keinesfalls, dass die Schäden tatsächlich durch den Erdstoß verursacht wurden.

Die Erde beruhigt sich in solchen Fällen meist nur langsam und es kommt meist zu einer ganzen Serie kleinerer Erdstöße. Über das weitere Vorgehen des Projektes ist noch nicht entschieden worden, zunächst sind alle verfügbaren Daten auszuwerten.

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