Unter der Oberfläche unserer Erde befindet sich eine gewaltige, praktisch unerschöpfliche Energiequelle: Die Geothermie. 99 % des Erdinneren sind heißer als 1000 °C. Und selbst von den verbleibenden 1 % sind noch einmal 99 % heißer als 100 °C. Geothermie, die Wärme unseres Planeten, reicht aus, um damit den Energiebedarf aller Menschen um etwa das 2.5fache zu decken. Genutzt wird Geothermie bislang nur vergleichsweise wenig.

Geothermie bezeichnet die Nutzung der in der Erdkruste gespeicherten Wärmeenergie [1]. Diese wird durch Wasser, Dampf oder eine Wärmeträgerflüssigkeit an die Oberfläche transportiert, um sie dort nutzen zu können [1,2]. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen oberflächennaher Geothermie (bis 400m Tiefe) und tiefer Geothermie (ab 400m Tiefe). Logischerweise steigt die Temperatur an, je tiefer man bohrt, weshalb man vor allem für große Fernwärmenetze und für die Stromproduktion (ab 120 °C möglich) sehr tiefe Bohrungen vornimmt.
Erdwärme kann man nicht nur als Wärmeenergie oder in Form von Strom nutzen, sondern auch im Sommer als Kühlung [1]. Vor allem Erdwärmekollektoren bieten sich hierfür an, da die Temperatur hier konstant bei 8-15 °C liegt und somit bei sommerlichen Temperaturen von 30 °C als Kühlung genutzt werden kann.
Das Grundwasser lässt sich als saisonaler Wärmespeicher nutzen, indem im Sommer überschüssige Wärme als warmes Wasser dem Grundwasser zugeführt wird und im Winter wieder entnommen werden kann [3,4].

Der große Vorteil von der Geothermie gegenüber vielen anderen erneuerbaren Energien ist, dass die Energie weltweit Tag und Nacht ganzjährig zur Verfügung steht. Außerdem ist der Flächenverbrauch vergleichsweise gering.

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Verschiedene Geothermiesysteme

Risiken

Tiefere Schichten werden z.B. mit der Hilfe von Hydraulik wasserdurchlässig gemacht. Dabei kann es zu geringer seismischer Aktivität („Erdbeben“) kommen.

Ein Austritt von giftigen Stoffen aus dem Tiefenwasser muss verhindert werden. Deshalb läuft die Wärmeförderung in einem geschlossenen System ab und das Tiefenwasser wird mit einer zweiten Bohrung wieder rückgeführt.

Kosten

Die Kosten setzen sich durch meist hohe Investitionskosten für die Erkundung und die Tiefbohrung und den eher geringen Betriebskosten zusammen [4]. Die Gestehungskosten von im Jahr 2020 fertiggestellten Geothermieprojekten zur Elektrizitätserzeugung liegen meist zwischen etwa 7,5 bis 9,5 Cent pro Kilowattstunde.

Quellen

[1] Renewable Energy Agency, I. Geothermal power: Technology brief. (2017).

[2] Wesselak, V., Schabbach, T., Link, T. & Fischer, J. Handbuch Regenerative Energietechnik. (Springer Berlin Heidelberg, 2017). doi:10.1007/978-3-662-53073-3.

[3] Stober, I. & Bucher, K. Geothermie. (Springer Berlin Heidelberg, 2014). doi:10.1007/978-3-642-41763-4.

[4] Weber, J. & Moeck I. Möglichkeiten und Chancen in Deutschland. www.leibniz-liag.de (2019).

[5] Projected Costs of Generating Electricity. iea.blob.core.windows.net/assets/ae17da3d-e8a5-4163-a3ec-2e6fb0b5677d/Projected-Costs-of-Generating-Electricity-2020.pdf (2020).

 

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