Geothermie – erneuerbare Energie aus der Tiefe
Geothermie ist eine der Kerntechnologien der Wärmewende. Mit Wärme aus dem Untergrund könnten wir in Zukunft nicht nur Einfamilienhäuser oder Siedlungen, sondern auch ganze Großstädte mit erneuerbarer Wärme versorgen. In Deutschland gibt es drei größere Regionen, die Geothermie-technisch bereits ausreichend erforscht sind und sich gut für die Nutzung der Erdwärme im großen Stil eignen – Norddeutsches Becken, Süddeutsches Molassebecken und der Oberrheingraben.
Die Wärme aus der Tiefe ist eine nachhaltige Energiequelle, da die Wärme im Inneren der Erde praktisch unbegrenzt ist und kontinuierlich erneuert wird. Sie steht immer, unabhängig von Tages- und Jahreszeit, Sonne, Wind und Wetter zur Verfügung. Im Vergleich zu fossilen Brennstoffen verursacht sie weniger Treibhausgasemissionen – ist also eine wirklich umweltfreundliche Alternative.
Inhalt
- Was ist Geothermie?
- Wie kommt die Wärme aus der Erde?
- Wie unterscheiden sich die Geothermie-Quellen?
- Für welche Nutzungen eignet sich die Geothermie?
- Geothermie in Deutschland 2023/24 in Zahlen
- Vorteile der Geothermie
- Beschränkungen und Herausforderungen
- Forschung und Entwicklung
- Beispiele erfolgreicher Projekte
- Ausblick
Was ist Geothermie?
Die ingenieurtechnische Nutzung der Erdwärme, aber auch die geowissenschaftliche Untersuchung der thermischen Situation im Erdreich bezeichnen wir als Geothermie. Sie zählt zu den regenerativen Energien, die der Erde durch Wärmeübertrager Energie entzieht und sie u. a. zum Heizen oder Verstromen nutzt.
Die Erdwärme ist im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherte, die sogenannte thermische Energie. Sie stammt aus dem Erdinneren oder (beispielsweise in Frostböden) ist durch Niederschläge oder Schmelzwässer eingebracht worden. Erdwärme kann zum Heizen, zum Kühlen (z. B. in einem Eis-Speicher), zur Erzeugung von elektrischem Strom oder in der kombinierten Kraft-Wärme-Kopplung genutzt werden.
Wie kommt die Wärme aus der Erde?
Bei der Geothermie kann der Erde die Wärme auf verschiedene Weisen entzogen werden, abhängig von der Art des geothermischen Systems. Dabei gibt es zwei Hauptmethoden: indirekte Wärmeübertragung und direkte Wärmeübertragung.
Indirekte Wärmeübertragung
Bei petrothermalen Systemen ist die Wärme des Gesteins quasi eine unterirdische Heizung. Wasser wird durch Bohrlöcher in die Tiefe gepumpt, fließt durch das heiße Gestein, erwärmt sich und wird dann zurück an die Oberfläche gepumpt, um in ein Wärmenetz eingespeist zu werden, Dampf oder Strom zu erzeugen.
Direkte Wärmeübertragung
Diese Methode wird vor allem bei hydrothermalen Systemen angewendet, bei denen ein Wasserreservoir (Thermalquelle) in der heißen Gesteinsschicht vorhanden ist. Heißes Wasser oder Dampf werden direkt aus diesem Reservoir entnommen und an die Oberfläche gepumpt. Beides kann verwendet werden, um beispielsweise Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen.
In beiden Fällen wird die Wärme durch den natürlichen Wärmeaustausch zwischen dem Gestein und dem Fluid (Wasser oder Dampf) entzogen. Dieser Prozess nutzt die natürliche thermische Energie und wandelt sie in nutzbare Energie.
Wie unterscheiden sich die Geothermie-Quellen?
Oberflächennahe Geothermie
Eine Nutzung der Erdwärme bis zu einer Tiefe von ca. 400 m wird als oberflächennahe Geothermie bezeichnet. Aus geologischer Sicht ist jedes Grundstück für eine Erdwärmenutzung geeignet. Jedoch müssen wirtschaftliche, technische und rechtliche Aspekte beachtet werden. Der im Erdreich verlegte Wärmetauscher, der sogenannte Erdwärmeübertrager, muss für jedes Gebäude passend dimensioniert werden. Er hängt von dem benötigten Bedarf an Wärmemenge, Wärmeleitfähigkeit und Grundwasserführung des Untergrundes ab.
Die Kosten einer Anlage richten sich nach der erforderlichen Größe (z. B. Länge der Erdwärmesonde). Eine Erdwärmenutzung muss der Unteren Wasserbehörde angezeigt werden. Bei grundstücksübergreifender Erdwärmenutzung und bei Bohrtiefen über 100 m muss u. U. das Berg- und Lagerstättenrecht beachtet werden.
Die Erdwärme wird mittels Erdwärmekollektoren, -sonden, Energiepfählen oder Wärmebrunnenanlagen genutzt. Der Erdwärmetransport erfolgt über Rohrleitungssysteme mit einer zirkulierenden Flüssigkeit, welche in der Regel mit einer Wärmepumpe verbunden sind. Das beschriebene System kann auch kostengünstig zur Kühlung genutzt werden.
Tiefe Geothermie
Werden Lagerstätten in Tiefen über 400 m geothermisch erschlossen, spricht man von tiefer Geothermie. Die Wärme ist umso wertvoller, je höher das Temperaturniveau ist, das zur Verfügung steht. Die Lagerstätten der Erdwärme werden unterschieden in
- Hochenthalpie-Lagerstätten (hohe Temperaturen) und
- Niederenthalpie-Lagerstätten (geringere Temperaturen).
Als Grenze zwischen den Lagerstätten wird meist eine Temperatur von 400 °C angegeben.
Die weltweite Stromerzeugung aus Geothermie wird durch die Nutzung von Hochenthalpie-Lagerstätten, die Wärme mit hoher Temperatur liefern, dominiert. Diese liegen vor allem in Regionen, die oft mit aktivem Magmatismus einhergehen. Mehrere 100 Grad heiße Fluide (Wasser/Dampf) sind dort in einer Tiefe von wenigen hundert Metern anzutreffen. Ein bekanntes Beispiel dafür ist Island.
In nichtvulkanischen Gebieten können die Temperaturen im Untergrund sehr unterschiedlich sein. Hier finden sich eher Niederenthalpie-Lagerstätten. In der Regel sind hier jedoch tiefe Bohrungen notwendig, um die für die Stromerzeugung erforderlichen Temperaturen über
80 °C fördern zu können. Für eine in Deutschland wirtschaftlich sinnvolle Nutzung müssen die Temperaturen des Fluids über 100 °C liegen.
Sonderformen der Geothermie
Zur Gewinnung thermischer Energie kann in Tunnelbauwerken das austretende Wasser genutzt werden, das aus Umweltschutzgründen in Abkühlbecken zwischengespeichert werden müsste, bevor es in örtliche Gewässer abgeleitet werden darf. Für konventionell vorgetriebene Tunnel wurde das Prinzip unter dem Namen TunnelThermie bekannt. Durch die großen, erdberührten Flächen stellt diese Technologie ein hohes Nutzungspotenzial besonders in innerstädtischen Tunnelbauwerken dar.
Bergwerke und Erdgaslagerstätten, die stillgelegt werden, sind denkbare Projekte für Tiefengeothermie. Die dortigen Formationswasser sind je nach Tiefe der Lagerstätte 60 °C bis 120 °C heiß. Bohrungen oder Schächte sind oft noch vorhanden und können genutzt werden, um die warmen Lagerstättenwässer einer geothermischen Nutzung zuzuführen. Die Einrichtungen zur Verwahrung des Bergwerks müssen integriert werden, so dass die normierten Verwahrungsziele (sogenannte Ewigkeitsaufgaben), das stillgelegte Bergwerk gefahrenfrei zu halten, auch mit den zusätzlichen Einrichtungen erfüllt werden können.
Für welche Nutzungen eignet sich die Geothermie?
Mit den Vorräten, die in den oberen drei Kilometern der Erdkruste gespeichert sind, könnte im Prinzip rechnerisch und theoretisch der derzeitige weltweite Energiebedarf für über 100.000 Jahre gedeckt werden. Allerdings ist nur ein kleiner Teil dieser Energie technisch nutzbar und die Auswirkungen auf die Erdkruste bei umfangreichem Wärmeabbau sind noch unklar.
Bei der Nutzung der Geothermie unterscheidet man zwischen direkter Nutzung, also der Nutzung der Wärme selbst, und indirekter Nutzung, der Nutzung nach Umwandlung in Strom in einem Geothermiekraftwerk.
Direkte Nutzung
Frühe Anwendungen finden sich in den Bädern des Römischen Reiches, im mittleren Königreich der Chinesen und bei den Osmanen. In Chaudes-Aigues im Zentrum Frankreichs existiert das erste historische geothermische Fernwärmenetz, dessen Anfänge bis ins 14. Jahrhundert zurückreichen.
Heizen und Kühlen mit Erdwärme
Für die meisten direkten Anwendungen, z. B. Wärme in Industrie, Handwerk und Wohngebäuden, werden relativ niedrige Temperaturen benötigt. Aus tiefer Geothermie können häufig die benötigten Temperaturen direkt zur Verfügung gestellt werden. Reicht dies nicht, so kann die Temperatur durch Wärmepumpen angehoben werden, so wie dies meist bei der oberflächennahen Geothermie geschieht.
In Verbindung mit Wärmepumpen wird Erdwärme in der Regel zum Heizen und Kühlen von Gebäuden sowie zur Warmwasserbereitung eingesetzt. Dies kann direkt über in Gebäuden installierte Wärmepumpenheizungen erfolgen oder indirekt über Nahwärmesysteme, die wiederum die einzelnen Gebäude versorgen.
Eine weitere Nutzungsmöglichkeit ist die natürliche Kühlung, bei der Wasser mit der Temperatur des flachen Untergrundes, also der Jahresmitteltemperatur des Standortes, direkt zur Gebäudekühlung verwendet wird (ohne den Einsatz einer Wärmepumpe). Ebenfalls eine direkte Anwendung ist das Eisfreihalten von Brücken, Straßen oder Flughäfen. Auch hier wird keine Wärmepumpe benötigt, denn der Speicher wird durch Abführung und Speicherung der Wärme mit einer Umwälzpumpe von der heißen Fahrbahn im Sommer regeneriert.
Indirekte Nutzung
Bei der indirekten Nutzung wird die Erdwärme erst nach der Umwandlung in Strom durch ein Kraftwerk genutzt. Dafür sind Temperaturen von mindestens 90 °Celsius erforderlich.
Die Stromerzeugung funktioniert nach dem Prinzip der Wärmekraftmaschinen und ist durch die Temperaturdifferenz begrenzt. Deswegen haben geothermische Kraftwerke verglichen mit Verbrennungskraftwerken einen niedrigen Wirkungsgrad, die Geothermie ist aber an einigen Orten als Energiequelle nahezu unerschöpflich verfügbar. In Niederenthalpie-Lagerstätten, wie sie in Deutschland meist angetroffen werden, ist wegen der geringen Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf der maximal mögliche energetische Wirkungsgrad systembedingt niedriger als in Hochenthalpie-Lagerstätten.
Geothermie in Deutschland 2023/24 in Zahlen
Folgende Zahlen hat der Bundesverband Geothermie zur Nutzung und Forschung der tiefen Geothermie veröffentlicht (Stand März 2024).
Tiefe Geothermie (Bohrtiefen über 400 m)
Anlagen in Betrieb | ausschließlich Wärme | 32 |
Wärme und Strom | 9 | |
ausschließlich Strom | 2 | |
installierte Wärmeleistung | 407 MW | |
installierte elektrische Leistung | 46 MW | |
Durchschnittliche Teufe | ca. 2.500 m | |
Anlagen im Bau | Hydrogeothermie | 7 |
Aquiferspeicher | 2 | |
Anlagen in Planung | Hydrogeothermie | 82 |
Forschungsanlagen | 7 | |
Thermalbäder | 168 |
Oberflächennahe Geothermie (Bohrtiefen unter 400 m)
Anzahl der Anlagen | Erdwärmesonden oder -kollektoren in Verbindung mit Wärmepumpe | über 470.000 mit einer Gesamtleistung von ca. 4.700 MW |
Neu installierte Anlagen 2023 | ca. 26.000 |
Quelle: Geothermie in Zahlen
Vorteile der Geothermie
Geothermische Energie ist eine saubere, erneuerbare Energiequelle. Im Gegensatz zu Wind- und Sonnenenergie ist die Erdwärme kontinuierlich verfügbar, unabhängig von Wetterbedingungen oder Tageszeit und damit grundlastfähig.
Da Geothermie auf lokalen Ressourcen basiert, schwanken die Energiepreise im Vergleich zu fossilen Energiepreisen weniger. Unsere geothermischen Ressourcen reduzieren die Abhängigkeit von Energieimporten und verbessern die Energieversorgungssicherheit.
Verglichen mit Kohlebergbau, Gas- oder Rohölförderung hat die Geothermie geringere Auswirkungen auf die Umwelt, v. a. bei Landnutzung, Wasserverbrauch und Landschaftsverschmutzung. Die geringere Luftverschmutzung trägt zur Verbesserung der Luftqualität und der menschlichen Gesundheit bei.
Mit den vorhandenen Technologien ist es fast überall möglich, das Potenzial der Erdwärme zu nutzen. Geothermische Energie kann für Stromerzeugung, Heizung und Kühlung von Gebäuden und industrielle Prozesse genutzt werden. Forscher des Fraunhofer-Instituts ISE in Freiburg sind zuversichtlich, dass 25 Prozent des Wärmebedarfs durch Geothermie gedeckt werden können.
Die Hitze im Inneren unseres Planeten, verschiebt seit über 4 Milliarden Jahren Kontinente, türmt Gebirge auf und lässt Vulkane glühende Lava speien. Dank der natürlichen radioaktiven Prozesse im Erdinneren bleibt die Temperatur seitdem konstant. Nach menschlichem Ermessen kann die Geothermie-Reserve als unerschöpflich betrachtet werden.
Beschränkungen und Herausforderungen
Neben diesen Vorteilen kämpft die Geothermie auch mit Regulierungen und Vorgaben, die Risiken von Mensch und Natur minimieren und Schäden abwenden sollen.
Die für die Geothermie im großen Stil erforderlichen Wärmereservoirs mit hohen Temperaturen sind nur in großer Tiefe vorhanden. Diese zu erschließen, ist mit hohem technischen und finanziellen Aufwand verbunden. Geologische und bohrtechnische Erschließungsrisiken müssen im Verhältnis zum finanziellen Aufwand und Nutzen abgewogen werden.
Geothermische Energie ist nach dem deutschen Bergrecht (Bundesberggesetz BBergG) ein bergfreier Rohstoff bzw. Bodenschatz. Sie gilt somit zunächst als herrenlos und ist nicht an Grundbesitz gebunden, bis ein Antragsteller ein Recht für Aufsuchung und Nutzung durch Verleihung seitens des Staates erlangt.
Dies bedeutet, dass das Eigentum an einem Grundstück sich nicht auf die Erdwärme erstreckt. Für die Aufsuchung der Erdwärme, z. B. mit Hilfe von Probebohrungen, bedarf es einer Erlaubnis nach § 7 BBergG und für die Gewinnung einer Bewilligung nach § 8 BBergG.
Die meisten Anlagen oberflächennaher Geothermie können bislang ohne ein solches Verfahren erstellt werden, wenn die Nutzung auf dem eigenen Grundstück erfolgt.
Auf jeden Fall sind Anlagen, die in das Grundwasser reichen, nach deutschem Wasserrecht erlaubnispflichtig. Die Unteren Wasserbehörden erteilen die Genehmigungen. Für Bohrungen, die länger als 100 Meter sind, ist außerdem ein bergrechtlicher Betriebsplan erforderlich.
Risiken für die Sicherheit
Die oberflächennahe Geothermie kann bei der Einhaltung des Standes der Technik und einer ausreichend intensiven Überwachung und Wartung so errichtet und betrieben werden, dass in der Regel keine erheblichen Risiken von solchen Anlagen ausgehen. Mit ihrer stark angestiegenen Verbreitung steigt auch das Risiko von technischem Versagen wegen Übernutzung der Potenziale, Fehlplanungen oder Mängeln in der Bauausführung.
Die Nutzung tiefer Geothermie muss sorgfältig geplant und durchgeführt werden, um die damit verbundenen Risiken zu minimieren. Die Tiefbohrtätigkeiten werden von zahlreichen Behörden überwacht und setzen ein umfangreiches Genehmigungsverfahren voraus.
Risiken seismischer Ereignisse
Kleinere, kaum spürbare Erderschütterungen sind bei Projekten der tiefen Geothermie in der Stimulationsphase (v. a. bei Hochdruckstimulation) möglich. Im späteren Verlauf, soweit nur der Dampf entzogen und nicht reinjiziert wird, kann es durch Kontraktion des Speichergesteins zu Landabsenkungen kommen. Diese Probleme führten bereits zur Einstellung von Projekten. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten seismischer Ereignisse und deren Intensität richtet sich stark nach den geologischen Gegebenheiten sowie nach der Art des Nutzungsverfahrens.
Generell ist eine verlässliche Bewertung der Risiken durch tiefe Geothermie in Deutschland, speziell im tektonisch aktiven Oberrheingraben, nur begrenzt möglich. Es liegen bisher keine langfristigen Erfahrungswerte vor. Die leichten Erdbeben in verschiedenen Städten verdeutlichen, dass eine sorgfältige Planung und Ausführung für die Aufrechterhaltung der Sicherheit in einem Geothermieprojekt wichtig ist.
Schäden an Gebäuden und Infrastruktur
Bei der oberflächennahen Geothermie, die dem Untergrund durch geschlossene Erdsonden Wärmeenergie entnimmt, ihm kein Wasser entzieht und auch kein Wasser einleitet, ist bei ordnungsgemäßer Ausführung nicht mit Senkungen oder Hebungen der Erdoberfläche zu rechnen, somit auch nicht mit Gebäudeschäden.
Wenn dennoch in seltenen Fällen derartige Probleme auftreten, so ist dies durchweg auf eine unsachgemäße Durchführung der Flachbohrungen zurückzuführen. Hier haben die Flachbohrungen der Geothermie dieselben Risiken wie solche für andere Zwecke wie Baugrunderkundung, Geotechnik oder Gründung von Bauwerken.
Forschung und Entwicklung
Um die Effizienz, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit der Geothermie zu verbessern, wird an neuen Verfahren und Technologien geforscht. Diese ausführlich darzustellen, sprengt den Rahmen des Beitrags. Daher stelle ich hier nur einige aktuelle Forschungsschwerpunkte dar.
Eine exakte Charakterisierung des geothermischen Reservoirs ist wichtig, um die Ressourcen optimal zu nutzen und Risiken zu minimieren. Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung fortschrittlicher Methoden zur Untersuchung der Gesteinsformationen, wie z. B. seismische Bildgebung, Gravimetrie und Magnetik, um die Eigenschaften von Reservoirgesteinen und deren Durchlässigkeit zu bestimmen.
Neue Technologien zur direkten Nutzung von geothermischer Energie, wie Geothermie-Wärmepumpen und tiefe Geothermie-Direktnutzung, werden erforscht, um die Anwendungsbreite der Geothermie zu erweitern und ihren Beitrag zur Wärme- und Stromversorgung zu erhöhen.
Forschung wird auch betrieben, um Synergien zwischen Geothermie und anderen erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windenergie zu nutzen. Dies umfasst die Entwicklung von hybriden Energieanlagen und die Integration von Energiespeichertechnologien, um eine kontinuierliche und zuverlässige Stromversorgung zu gewährleisten.
Neue Entwicklungen bei Tiefbohrungen
Effiziente und kostengünstige Tiefbohrungen sind entscheidend für die Erschließung tiefer geothermischer Ressourcen. Forschung konzentriert sich darauf, Bohrtechnologien zu verbessern, um die Bohrgeschwindigkeit zu erhöhen, Kosten zu senken und die Lebensdauer von Bohrköpfen zu verlängern. Die Entwicklung neuartiger Bohrköpfe fällt hier besonders auf. Denn bei Bohrtiefen von mehreren tausend Metern, teilweise durch hartes Gestein, verschleißen die verwendeten Bohrköpfe sehr schnell und müssen immer wieder ausgetauscht werden. Das kostet Zeit und viel Geld.
Aktuell werden zwei neue Bohrverfahren getestet. „Um das Bohrverfahren zu beschleunigen, untersuchen Forschende hydraulische Methoden oder das Elektroimpuls-Bohren, bei dem energiereiche elektrische Entladungen eingesetzt werden. Das Ziel besteht jeweils darin, das Gestein zu schwächen oder zu zerstören.
Führt die Bohrung durch sehr hartes Gestein wie Granit und Quarzit, nutzen sich die einzelnen Komponenten der Bohranlage sehr schnell ab. Hier setzt das Forschungsvorhaben LaserJetDrilling an, kurz für „Entwicklung einer wasserstrahlgeführten Laserbohrtechnologie zur effizienten Erschließung geothermischer Ressourcen“. … Bei dem Verfahren LaserJetDrilling schädigt zunächst ein energiereicher Laserstrahl das Gestein. Der Zusammenhalt zwischen den Kristallen im Stein wird gelockert und es kommt zu Rissen. Dadurch lässt sich das mechanische Bohrwerkzeug schneller durch das Gestein treiben.“ (Zitat Strom-Forschung „Geothermie – Laserstrahl beschleunigt Geothermie-Bohrungen“)
Beispiele erfolgreicher Projekte
Ein vielversprechendes innovatives Geothermie-Projekt läuft in Geretsried (Bayern). Hier gibt es keine heiße Thermalquelle im Untergrund, aber in vier bis fünf Kilometern Tiefe ist das Gestein bis zu 160 °C heiß. Dies haben Probebohrungen bestätigt. Im Forschungsprojekt fließt in einem Kreislauf kaltes Wasser in die Tiefe und erwärmt sich am heißen Gestein. Warm fließt es wieder hoch, gibt die Wärme ab und fließt wieder zurück in die Tiefe. Das Verfahren ist sechsmal teurer als ein herkömmliches Geothermie-Kraftwerk, aber es ist unabhängig von Thermalquellen im Untergrund und könnte daher an vielen Stellen in Deutschland verwendet werden.
Klappt alles wie geplant, soll das Kraftwerk bis zu 30.000 Menschen mit Wärme und Strom versorgen. (Quelle: ZDF)
Seit vielen Jahre werden folgende Geothermie-Anlagen erfolgreich betrieben:
Unterhaching (Bayern)
Das Geothermie-Projekt Unterhaching in der Nähe von München ist eines der bekanntesten in Deutschland. Es nutzt heißes Thermalwasser aus einer Tiefe von etwa 3.000 Metern, um Wärme und Strom zu erzeugen.
Die thermischen und geologischen Gegebenheiten in Unterhaching sind optimal. Mit einer thermischen Leistung von 30,4 Megawatt war das Geothermie-Kraftwerk eines der größten seiner Zeit in Deutschland. Zunächst produzierte das Kraftwerk mit einer Kalina-Anlage auch Strom. 2017 entschied sich der Betreiber jedoch, diese außer Betrieb zu nehmen, da durch die steigende Anzahl an Wärmeabnehmern immer weniger thermische Energie für die Stromproduktion übrigblieb. Das Projekt versorgt mehrere tausend Haushalte und Unternehmen mit nachhaltiger Energie.
Insheim (Rheinland-Pfalz)
Die Bedingungen in Insheim sind durch die Lage im Oberrheingraben besonders vorteilhaft. Seit 2012 zapft das Geothermiekraftwerk Insheim eine Thermalquelle in 3.600 Metern Tiefe an. Es nutzt heißes Thermalwasser, um Strom und Wärme für die Region zu produzieren. Die Erzeugung des Stroms erfolgt durch eine Organic Rankine Cycle (ORC)-Anlage, die die Energie mithilfe des Trägermediums Isopentan auf eine Turbine überträgt.
Das bei der Geothermieanlage in Insheim eingesetzte Verfahren nutzt die Wärme aus dem Thermalwasser, das über Tiefbohrungen gefördert und über Reinjektionsbohrungen abgekühlt ins Erdreich zurückgeführt wird. Um die Anlage kam es zu regelmäßigen Erdbeben, bis zum 19. Juni 2020 wurden 154 Beben unmittelbar unter Insheim registriert, die maximale Magnitude war 2,4. Im Umfeld der Anlage gibt es mehr Erdbeben, die nicht immer direkt unter Insheim liegen, aber durch den Betrieb des Kraftwerks verursacht werden.
Bruchsal (Baden-Württemberg)
Eine lange Betriebsgeschichte hat das Geothermiekraftwerk Bruchsal, das als eines der ersten in Deutschland seit 2009 Strom und Wärme produziert. Bei Bohrungen nach Mineralwasser traf der Coca-Cola-Konzern 1979 auf heißes Tiefengrundwasser. Weitere Bohrungen zur Untersuchung geothermischer Nutzung wurden 1983 bis 1985 niedergebracht. Erst 2001, kurz nach Inkrafttreten des EEG, wurde das Geothermieprojekt mit dem Ziel der Stromerzeugung in Betrieb genommen. Bei einer Jahreslaufzeit von ca. 8.000 Stunden kann das Kraftwerk mit einer Kalina-Anlage jährlich 4.400 Megawattstunden Strom erzeugen. Damit ist eine Stromversorgung von rund 1.200 Haushalten sichergestellt.
Seit Dezember 2019 versorgt ein Nahwärmenetz auch das nahe gelegene Areal des Polizeipräsidiums Bruchsal. Über eine 400 Meter lange Nahwärmeleitung ist das Polizeipräsidium mit der Heizzentrale des Geothermiekraftwerks. 61 Prozent des Heizwärmebedarfs sollen künftig aus der Tiefengeothermie stammen.
Ausblick
Drei Regionen sind in Deutschland besonders gut für die tiefe Geothermie geeignet. Geothermie-Kraftwerke liefen allerdings bisher nicht ohne heiße Thermalquellen. Mit Hilfe der Ergebnisse der Forschung und den neuen Entwicklungen wird in Zukunft fast überall im Land Potenzial für Geothermiekraftwerke vorliegen. Das macht die Geothermie zu einer effizienten und nachhaltigen Ergänzung von Windkraft- und Solaranlagen. Rund ein Viertel des Heizbedarfs für Deutschland könnte mit Erdwärme gedeckt werden.
Bei der Einweihung des neuen Geothermie-Kraftwerks in Schwerin äußerte sich Bundeskanzler Olaf Scholz “Wenn dieser Versuch gelingt, wäre das nicht nur ein großes Stück Ingenieurskunst, sondern ein noch größerer Fortschritt für unsere Wärmewende.”
Die Bundesregierung sieht vor allem die Chancen der Geothermie. Ihr Ziel: Jährlich sollen 500.000 Häuser mit Wärmepumpen ausgestattet werden. Angesichts von Lieferengpässen und Personalmangel im Handwerk halten Experten das für sehr ehrgeizig.
Quellen und weitere Informationen
Wikipedia – Geothermie
Bundesverband Geothermie – Einstieg in die Geothermie
Bundesverband Geothermie – Mediengalerie – verschieden Videos mit Erläuterungen zum Thema Geothermie
Umweltbundesamt – Geothermie
Forschung
Neue Zürcher Zeitung – Künstliche Blitze sollen helfen, die Erdwärme als Energiequelle anzuzapfen
Strom-Forschung – Laserstrahl beschleunigt Geothermie-Bohrungen
Geretsried (Bayern) – Innovatives Geothermie-Projekt
Fernsehen
ARD – Kontrovers – Erdwärme – Deutschland verschenkt Potenzial – Video verfügbar bis 6.7.2027
ZDF – Geothermie in Deutschland – Video verfügbar bis 14.10.2028
ZDF – Terra X Plus – Was ist Erdwärme und wie können wir sie nutzen?
ZDF – Nano – Geothermie – Energie aus der Tiefe – Video verfügbar bis 24.03.2027