Geothermie


Geothermie

Die Geothermie ist eine der vielen Arten der erneuerbaren Energiegewinnung und dennoch den meisten eher unbekannt. Dabei ist dies eine Energiequelle, die ebenso wie Sonne, Wasser und Wind auf natürliche Weise auf der Erde vorhanden ist. Die Erdwärme stammt nämlich aus der Zeit der Erdentstehung und ist somit schlicht und einfach als Restwärme aus der Zeit anzusehen, als gravitative Energie aus der Akkretion der ursprünglichen Materiale frei wurde.

Gewinnen lässt sich die Energie aus Erdwärme natürlich nur aus den Erdschichten, die den Menschen noch irgendwie zugänglich sind. Bekannt ist, dass es, je näher man dem Erdkern kommt, auch immer heißer wird. Man schätzt die Temperatur im absoluten Erdinneren auf etwa 4800 bis 7700 Grad Celsius. Je weiter man sich vom Kern entfernt desto kälter wird es auch, jedoch herrschen in einer Tiefe von einem Kilometer noch immer Temperaturen im Durchschnitt von 35 bis 40 Grad Celsius. Es war also nur eine Frage der Zeit, bis festgestellt wurde, dass man diese Quelle besonders gut zur Energiegewinnung würde nutzen können.

Die Geothermie gehört somit zu den regenerativen Energiequellen, denn erschöpfen wird sich die Wärme dadurch nicht, ähnlich wie sich die Sonne bei der Gewinnung von Solarenergie oder der Wind bei der Nutzung von Windkraftanlagen nicht verringert. Erneuerbare Energien werden weltweit immer wichtiger, da ihre Nutzung verstärkt bevorzugt wird, um den Klimawandel einzudämmen. In Deutschland beispielsweise läuft die Energiewende auf vollen Touren. Schließlich möchte man innerhalb der nächsten zehn Jahre die Atomkraft komplett vom deutschen Boden verbannen. Dann müssen die Erneuerbaren einen großen Anteil an der Stromversorgung des Landes übernehmen. Es ist ein wichtiger Schritt, den Deutschland machen muss, um den Ausbau der erneuerbaren Energien so gut es geht voranzutreiben. Die Geothermie ist eine der eher unbekannten Varianten, doch sie wird ebenso wie alle anderen Energiequellen dieser Art immer wichtiger.

Verschiedene Gegebenheiten

Die Wärme aus dem Erdinneren kann je nach Umgebung unterschiedlich ausfallen. Auch innerhalb von Deutschland gibt es auf diesem Gebiet große Unterschiede. Gegenden mit vulkanischem Ursprung eignen sich besonders gut für die Wärmeleitung, auch Konduktion genannt. Hiermit oder mit Hilfe von Konvektion wird die Wärme in Tiefen transportiert, in denen sie genutzt werden kann. Unter Konvektion versteht man den Transport durch aufsteigende Tiefenwässer oder Gase. Dieses Phänomen findet man vor allem in großen Grabenbrüchen wie dem Oberrheingraben.

Geothermiequellen kann man je nach Nutzung einteilen. Oberflächennahe Geothermie kann beispielsweise gut zur direkten Nutzung gebraucht werden, beispielsweise als Wärmepumpenheizung. Tiefe Geothermie hingegen kann entweder direkt oder auch indirekt genutzt werden. Bei der indirekten Nutzung spricht man meist von Stromerzeugung.

Gegenden, die besonders warm sind, können schon in geringer Tiefe eine Temperatur von über hundert Grad Celsius erreichen. Solche Gegenden weisen meist eine überdurchschnittliche Vulkanaktivität auf, eignen sich jedoch besonders gut für die Gewinnung der Wärme. Auch aus dem Wasser kann die Energie gefördert werden, wenn man die Wärme abkühlt und reinjiziert. Dies funktioniert meist mit der Benutzung von Brunnen, zwischen denen im Untergrund vorhandene Thermalwässer zirkulieren. Dies bezeichnet man dann als hydrothermale Energie, die im Anschluss zur Gewinnung von Wärme sowie auch Strom verwendet werden kann. Eine weitere Möglichkeit sind petrothermale Systeme, die oft auch als HDR Systeme (Hot Dry Rock) bezeichnet werden. Hierbei wird ein künstlich erzeugtes Wärmeträgermedium benutzt, um aus Gestein Energie zu gewinnen.

Genutzt werden kann Geothermie auf der ganzen Welt und da in den oberen drei Kilometern der Erdkruste eine Menge Wärme gespeichert ist, könnte vom Prinzip her weltweit die gesamte Stromversorgung der nächsten 100 000 Jahre auf diese Art gedeckt werden. Die technische Nutzung dieser Energie ist jedoch nicht ganz so einfach, außerdem befürchten Umweltschützer, dass die Gewinnung Schäden an der Erdkruste verursachen könnte, von denen man jetzt noch nichts ahnt.

Geothermie in Deutschland

Hierzulande hat es die Stromerzeugung durch Geothermie noch lange nicht auf den Stand der anderen erneuerbaren Energiequellen geschafft. Die Forschung ist noch nicht sonderlich weit gekommen und auch die Förderung steckt in den Kinderschuhen. Bisher gibt es eine Förderung nur durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Die Anzahl der Kraftwerke ist verglichen mit anderen Energiebranchen ebenfalls äußerst gering, denn in ganz Deutschland gibt es nur vier Kraftwerke. Es werden jedoch immer weiter neue Projekte geplant, die in den kommenden Jahren fertig gestellt werden sollen. Man ist sich auch hier in Deutschland der Tatsache bewusst, dass jede Form der erneuerbaren Energiequellen es wert ist, gefördert zu werden, wenn diese der Energiewende bei einer schnellen Durchsetzung helfen kann.

Die direkte Nutzung der hydrothermalen Geothermie hat es in Deutschland jedoch schon sehr viel weiter gebracht, vor allem beim Betrieb von Fern- und Nahwärmenetzen. Die Ressourcen aus dieser Sparte könnten schon jetzt 29 Prozent der deutschen Stromversorgung ohne Probleme übernehmen. Auch oberflächennahe Nutzung findet man bereits häufiger. Allein im Jahr 2010 hat man 51 000 neue Anlagen in Deutschland installiert.

Vor- und Nachteile der Geothermie

Die Geothermie zählt ebenso wie die Solar- und Windkraft zu den regenerativen Energien, denn bei dem derzeitigen Stand der Forschung ist eher weniger davon auszugehen, dass die Wärmequelle aus dem Erdinneren innerhalb der nächsten Jahrhunderte oder vielleicht sogar Jahrtausende versiegen wird. Dies bietet natürlich einen großen Vorteil, denn mit der Gewinnung von Erdwärme und der Umwandlung in Energie wird kein Kohlendioxid in die Luft geblasen, der Klimawandel wird somit eingedämmt.

Doch Kritiker finden auch bei dieser Art der regenerativen Energie einen Punkt, der ein wenig heikel ist. Es kann nämlich an den Stellen, wo vermehrt gefördert wird, zu gewissen seismischen Ereignissen kommen. An Orten, wo tiefe Geothermieprojekte durchgeführt wurden, waren kleinere, kaum spürbare Erderschütterungen vorgekommen. Auch Landabsenkungen waren mancherorts die Folge gewesen. Als Konsequenz wurden die Projekte in den entsprechenden Gebieten bereits eingestellt. Bei einer Bohrung im australischen Cooperbecken kam es nach Bohrungen sogar zu einem Erdbeben von 3,7 auf der Richterskala.

Ob die Gewinnung von Geothermie wirklich ökologisch unbedenklich ist, weiß heute noch niemand so genau. Es wurde jedoch noch kein Versuch unternommen, diese Art der Energiegewinnung komplett zu untersagen. Es ist und bleibt eine umstrittene erneuerbare Energiequelle.