Solar-, Wind- und Wasserkraft sind bekannt. Zu den unerschöpflichen Energiequellen zählt aber auch die Erdwärme. Beginnen wir mit einer Definition: Geothermie ist die unterhalb der festen Oberfläche der Erde gespeicherte Wärmeenergie.

Überall verfügbar
Die Erde als Energielieferant hat aus heutiger Sicht gegenüber den Energieträgern Sonne und Wind entscheidende Vorteile. Auch wenn sie in den verschiedenen Regionen der Welt unterschiedlich stark ausgeprägt und erreichbar ist, so ist sie lokal betrachtet überall und konstant verfügbar und aus heutiger menschlicher und wissenschaftlicher Sicht unerschöpflich.

Riesiges Potenzial
Das Büro für Technikfolgen-Abschätzung des Deutschen Bundestages kommt zu dem Schluss, dass das technische Potenzial der geothermischen Stromerzeugung in Deutschland beim 600-fachen des deutschen Jahresstrombedarfs liegt.

Was alles möglich wäre
Im Jahr 2005 verfügten geothermale Kraftwerke weltweit über eine installierte Leistung von rund 8900 Megawatt Strom und geothermale Heizanlagen über 16.000 Megawatt. Mit den heute bekannten Ressourcen nur der hydrothermalen Geothermie könnten nach Berechnungen des Geo-Forschungszentrums Potsdam rund 29 Prozent des deutschen Wärmebedarfs gedeckt werden. Rechnet man die oberflächennahe Geothermie noch hinzu, könnten weitere 28 Prozent abgedeckt werden. Und: Keine Wolken können sich vor die Erdwärme schieben, keine windschwachen Tage die Auslastung von Rotoren verhindern.

Ideal zur Absicherung des Grundlaststroms
Oder anders gesagt: Erdwärme unterliegt keinen tages- und jahreszeitlichen Schwankungen und wäre somit für die Zukunft eine ideale Alternative zur Bereitstellung des so genannten Grundlaststroms. Für diesen werden heute vor allem noch Kohle und Atom genutzt, da Wind und Sonne nicht konstant genug zur Verfügung stehen und dadurch nur schwer zu kalkulieren sind.

Drei Grad je 100 Meter
Geothermie hingegen zeichnet sich durch ein hohes Maß an Berechenbarkeit aus. Das Prinzip ist weltweit identisch: Je tiefer man in die Erde vordringt, desto wärmer wird es. In Deutschland gilt die Faustformel: Pro 100 Meter, die man in die Tiefe geht, wird es rund drei Grad wärmer.

Bei sieben Kilometer ist Schluss
Das komplette Energiepotenzial anzuzapfen ist aber – trotz aller bereits erfolgreich umgesetzten Projekte – noch weitgehend Utopie. Bei rund sieben Kilometer Tiefe endet zurzeit die Möglichkeit einer Bohrung. Dies ist aber bereits tief genug, um Energie zu gewinnen. Denn für die technische Nutzung zur Stromerzeugung benötigt man Heißwasser von mindestens 100 Grad.

Ab drei Kilometer Tiefe wird es interessant
Bei der oben genannten Formel von drei Grad je 100 Meter Bohrungstiefe kann man in Deutschland die benötigten 100 Grad bereits ab drei Kilometer Tiefe erreichen. Die in einem Gesteinsblock mit einer Kantenlänge von 1x1x7 Kilometern gespeicherte Wärme entspricht nach Aussagen des Bundes der Energieverbraucher etwa zehn Prozent des deutschen Jahreswärmebedarfs.

Erde als Heißwassererzeuger
Wie aber kommt man an diesen Energieschatz heran? Zwei Bohrungen werden im Abstand von ein bis zwei Kilometern in die Erde getrieben. Mit einem Druck von bis zu 80 bar wird 30 bis 50 Grad warmes Wasser durch die eine Bohrung gepresst und kommt, nachdem es das warme Gestein durchlaufen hat, bei der anderen Bohrung mit einer Mindesttemperatur von 100 Grad wieder an.

Was die Erde täglich abstrahlt
Wissenschaftler gehen heute davon aus, dass im Erdkern Temperaturen von 5000 bis 6000 Grad erreicht werden. Temperaturen, die die Erde zum Energielieferanten machen. Auch wenn wir nur die Sonne als Wärmeträger wahr nehmen, so produziert die Erde selbst ohne menschliches Zutun enorm viel Energie – ohne dass wir es spüren. Täglich strahlt die Erde rund das Vierfache der Energie ungenutzt in den Weltraum ab, die wir Menschen Tag für Tag benötigen.

Ständiger Zerfall im Erdmantel
Von dieser enormen Energiemenge schaffen es allerdings nur 30 Prozent vom Erdkern an die Oberfläche. 70 Prozent der Energie werden viel näher an der Erdkruste produziert, entstehen durch den ständigen Zerfall natürlicher radioaktiver Elemente in Erdmantel und -kruste. Und vor allem diese Energie, die in greifbarer Fördertiefe entsteht, ist für eine industrielle Förderung der Energie von Interesse.

Zwei Verfahren
Grundsätzlich lassen sich aus diesen Rahmenbedingungen zwei Verfahren der Energiegewinnung aus der Erde ableiten. Die bisher häufigste und auch augenfälligste Nutzung der Erde als Energielieferant funktioniert über Dampf- und Heißwasserlagerstätten. Diese hydrothermale Geothermie nutzt die im Untergrund natürlich vorkommenden Thermalwasservorräte. Das heiße Wasser wird über eine Förderbohrung an die Oberfläche gebracht, gibt den wesentlichen Teil seiner Wärmeenergie per Wärmetauscher an einen zweiten Heiznetzkreislauf ab und wird von dort – deutlich kühler, wieder in die Erde zurückgepumpt, um sich dort wieder zu erwärmen.

Heißes, trockenes Gestein
Auch wenn es der Name nicht verrät, so ist auch beim Hot-Dry-Rock-Verfahren, dem "heißen, trockenen Gestein", Wasser im Spiel. Das in der Tiefe vorhandene heiße Gestein wird über Bohrungen erschlossen. Dann wird von der Erdoberfläche aus Wasser in diese mit Hohlräumen und Fließwegen durchzogenen Schichten gepresst. Es erhitzt sich dort und treibt, wieder an die Erdoberfläche gefördert, Turbinen an. Nahezu 95 Prozent des geothermischen Potenzials in Deutschland sind über das Hot-Dry-Rock-Verfahren erschließbar.

Hohes Fündigkeitsrisiko
Bei aller Euphorie gibt es allerdings auch Risiken. Die größten Risiken sind die hohen Bohrkosten und die Unsicherheit, ob diese Bohrung überhaupt erfolgreich ist, also ob das Wasser in ausreichender Menge und Temperatur überhaupt gefördert werden kann. Fachleute sprechen hier vom Fündigkeitsrisiko, welches aber durch Versicherungen abgedeckt werden kann

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