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In Baden-Württemberg wird auf einem Geothermie-Bohrplatz nach Erdwärme gebohrt.

Geothermie: So lässt sich Energie aus Erdwärme gewinnen

Bei steigenden Preisen für Gas und im Angesicht der Klimakrise treten erneuerbare Energien immer stärker in den Fokus. Neben Solar- und Windenergie könnte auch Geothermie eine wichtige Rolle spielen. Doch wie funktioniert Erdwärme und für was eignet sie sich?
In Baden-Württemberg wird auf einem Geothermie-Bohrplatz nach Erdwärme gebohrt.

Das Wichtigste zum Thema Geothermie

  • Gas und Heizöl werden immer teurer. Vor allem nach Russlands Angriff auf die Ukraine stiegen die Preise stark. Deutschland ist vor allem von russischem Erdgas abhängig, die Ukraine ist ein wichtiges Transitland. Können ausbleibende russische Gaslieferungen nicht ersetzt werden, droht im Winter schlimmstenfalls ein Engpass.

  • In der Klimakrise sehen Expert:innen die Nutzung von Erdöl und Erdgas kritisch. Wichtig wäre die Nutzung sauberer Energie, die nicht aus fossilen Brennstoffen stammt und zudem erneuerbar ist.

  • Erneuerbare Energien deckten 2021 in Deutschland 41,1 Prozent des Strombedarfs und 16,5 Prozent der für die Wärmeversorgung notwendigen Energie. Zu den erneuerbaren Energien zählen dabei vor allem Solar-, Wasser- und Windenergie sowie Biomasse.

  • Auch aus Geothermie wird erneuerbare Energie gewonnen - allerdings war ihr Anteil 2021 gering. Dabei zählt Geothermie zu den erneuerbaren Energien, die im Gegensatz zu Solar- und Windkraft zumindest direkt nicht vom Wetter abhängig sind.

Wie funktioniert Geothermie

Das Innere der Erde ist etwa 5.000 Grad Celsius heiß. Ein Teil dieser Wärme ist auch nahe der Oberfläche noch verfügbar. Bei Geothermie wird also zwischen oberflächennaher Geothermie und tiefer Geothermie unterschieden.

Schichten mit höheren Temperaturen zwischen 100 und 190 Grad werden bei tiefer Geothermie erreicht. Gebohrt wird hier in über 3.000 Metern Tiefe. Hiermit kann sowohl Strom als auch Wärme-Energie gewonnen werden.

Bei oberflächennaher Geothermie wird nur bis zu 400 Meter tief gebohrt, dabei werden Temperaturen um etwa zwölf Grad vorgefunden. Diese eignen sich gut für Wärme-Energie.

Diese zwei Arten von Geothermie gibt es

Geothermie

Wo einzelne Gebäude Geothermie nutzen können

  • 🏡

    Für Gebäude mit eigenem Grundstück kann es von Vorteil sein, bei entsprechendem Untergrund Erdwärme zu nutzen.

  • 🔋

    Anlagen wie Erdwärmesonden oder Wärmepumpen nutzen die Möglichkeit, die Wärme aus dem Boden zu verwenden. Bei der Erdwärmesonde wird eine Flüssigkeit über ein Rohrsystem in den Boden gepumpt und erwärmt wieder nach oben geholt werden. Die Wärmeenergie wird dem Wasser entzogen und dann zum Heizen verwendet werden.

  • 🔌

    Zwar benötigen diese Anlagen selbst Strom, aber die Wärmeenergie, die damit aus dem Boden gewonnen wird, ist um ein Vielfaches höher.

  • 🌡

    Mit der Wärmeenergie kann im Winter geheizt werden. Durch die Temperatur um zwölf Grad ist es im Sommer bei manchen Anlagen aber auch möglich, das angeschlossene Gebäude zu kühlen.

Wie funktionieren Geothermiekraftwerke

  • Aus einer Tiefe zwischen 3000 und 7000 Metern wird über 100 Grad heißes Wasser an die Oberfläche gepumpt.

  • In einem Kraftwerk kann es entweder zur Strom-Gewinnung genutzt werden oder ein Fernwärme-Netz versorgen. Bei Fernwärme spricht man von einem Geothermieheizwerk.

  • Das abgekühlte Wasser wird anschließend wieder in den Boden gepumpt, wo es erneut die hohe Temperatur aufnimmt.

Geothermie: die Vorteile

  • 🏘

    Im Gegensatz beispielsweise zu Kernenergie ist Geothermie dezentral verfügbar. Selbst kleine Gemeinden können bei entsprechender Bodenbeschaffenheit Energie aus der Tiefe gewinnen. Wärme können sogar einzelne Haushalte aus dem Erdinneren nutzen.

  • ⛅️

    Erdwärme hat gegenüber Wind und Sonne einen großen Vorteil: Sie ist konstant verfügbar, also zu jeder Jahres- und Tageszeit.

  • ♻️

    Erdwärme gilt als sehr umweltfreundlich, da selbst tiefe Geothermie kaum CO2 verursacht.

Eine in einem Haus installierte Erdwärmepumpe.

Über eine Erdwärme-Pumpe können Gebäude mit Wärme versorgt werden.

Wo Geothermie an Grenzen stößt

  • Die Erdschichten unter der Oberfläche müssen genau erforscht werden. So müssen die wärmeführenden Schichten nahe genug an der Oberfläche sein, um die Wärme effizient nutzen zu können.

  • Außerdem ist die Prüfung des Untergrundes wichtig, um Folgeschäden zu vermeiden: Entweicht beispielsweise bei der Bohrung Gas aus einer Erdschicht, kann das dafür sorgen, dass Gebäude im Umfeld der Umgebung absacken.

  • Bei tiefer Geothermie ist es vereinzelt auch schon zu leichten Erdbeben gekommen. Entsprechend groß sind die Befürchtungen in der Öffentlichkeit, auch wenn Expert:innen auf die geringe Anzahl an Problem im Vergleich zur hohen Gesamtzahl an Bohrungen verweisen.

  • Eine Bohrung betrifft in der Regel auch das Grundwasser. Dabei gilt: Die öffentliche Wasserversorgung hat Vorrang. Es kann also von den Behörden untersagt werden, nach Geothermie zu bohren, wenn Schaden am Grundwasser zu befürchten ist.

  • Die Bohrungen ins Erdinnere sind teuer - vor allem da es keine Garantie gibt, dass sie erfolgreich sind. Außerdem gilt: Je tiefer gebohrt werden muss, desto aufwendiger und teurer.

So wird Geothermie im Ausland genutzt

  • 🇮🇸

    Island bezieht 65 Prozent seiner benötigten Energie aus Geothermie. 90 Prozent aller isländischen Haushalte werden von geothermalen Kraftwerken mit Wärme und Warmwasser versorgt. Das Land setzt aufgrund seiner hohen Zahl an aktiven Vulkansystemen schon seit Jahrzehnten auf Erdwärme.

  • 🇸🇪

    Auch Schweden nutzt trotz weniger guter geologischer Voraussetzungen als Island Geothermie vor allem zum Heizen.

  • 🇺🇸

    Weltweit liegen die USA und Indonesien bei der Stromerzeugung durch Geothermie vorne. Gerade im asiatischen Land setzt man stark auf Geothermie.

Veröffentlicht: 05.08.2022 / Autor: Johannes Huyer