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Wie ist das mit der Erdwärme ?

Von Joachim Grawe
(
Joachim.Grawe@energie-fakten.de)Grawe

Kurzfassung

Vor allem auf Grund von Zerfällen natürlicher radioaktiver Elemente steigt die Temperatur der Erde je 100 m Tiefe um 3 °C. In vulkanischen Gebieten werden schneller höhere Untergrund-Temperaturen erreicht (Geothermische Anomalien) Hier kann die Erdwärme genutzt werden, wenn zugleich Warmwasser-Lagerstätten vorhanden sind. Das Wasser dringt entweder in Thermalquellen oder Geysiren nach oben, oder es muss erbohrt werden.

Ab etwa einer Temperatur von 100 °C und einer Schüttung von 30 m3 pro Stunde kommt eine Nutzung für die Wärme- und u. U. für die Stromversorgung in Betracht. Allerdings sollte das warme Grundwasser nicht tiefer als 3.000 m liegen. Diese Art der Erdwärmenutzung gibt es seit längerem weltweit, besonders in den USA, den Phlippinen und Mexiko (Strom) sowie Island, Neuseeland und Russland (Wärme). Das größte europäische Geothermie-Kraftwerk befindet sich in Lardarello (Italien).

In Deutschland sind die Voraussetzungen zur Erdwärme-Gewinnung nicht sonderlich günstig. Immerhin gibt es geothermische Anomalien im Oberrheingraben, im Voralpenland und im norddeutschen Becken. Zahlreiche süddeutsche Gemeinden betreiben Thermalbäder. In Waren/Müritz (älteste deutsche Anlage), Neustadt-Glewe (beide in Mecklenburg-Vorpommern), Prenzlau (Brandenburg) und Erding bei München sind geothermische Heizwerke zur Versorgung einiger hundert Gebäude entstanden.

Weniger aufwendig sind kleine Sonden bis zu 100 m Tiefe in Verbindung mit Wärmepumpen. Das (von Solarstrahlung und Sonnenwärme erwärmte) Wasser bzw. die Sole (Salzlösung) wird durch die Wärmepumpen auf die für Warmwasser bzw. Heizung notwendige Temperatur angehoben. Insoweit sind große Potentiale ermittelt worden.

Strom wird hierzulande aus Erdwärme bisher nicht erzeugt. Verschiedene Projekte wurden vor allem aus wirtschaftlichen Gründen nicht weiter verfolgt. Wegen des kontinuierlichen Betriebs der Anlagen (anders als bei Wind- und Solarenergie) ist die Stromerzeugung aber längerfristig interessant.

Probleme bei der Erdwärme-Nutzung bereitet der oft hohe Gehalt des Wassers an Mineralien (Salzen) und schädlichen oder lästigen Gasen wie Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff. Die – in Folge niedriger Temperaturen – ohnehin geringen Wirkungsgrade nehmen wegen der dadurch notwendigen Zwischenschaltung von Wärmetauschern weiter ab.

Erdwärme könnte größere Bedeutung auch in Mitteleuropa erlangen, wenn es gelänge, auch heiße Trockengesteine (ohne Warmwasser-Lagerstätten) "anzuzapfen". Dazu müssten Wasser eingepumpt und künstliche Risse im Gestein erzeugt werden. Die prinzipielle technische Machbarkeit ist erwiesen. Noch sind nicht alle Zusammenhänge erforscht. Im Wege stehen nicht zuletzt die hohen Kosten, vor allem, wenn tiefer gebohrt werde muss. Ein europäisches Projekt im Elsass soll weitere Erkenntnisse vermitteln.

Nachtrag Dezember 2003

Ende 2003 ging in Neustadt-Glewe ein erstes kleines Erdwärme-Kraftwerk mit 210 Kilowatt Leistung in Betrieb. Die Investitionskosten betrugen rd. 1,6 Millionen Euro; 50 Prozent davon wurden von der Bundesregierung gefördert. Da das heisse Wasser aus rd. 2.200 Meter Tiefe nur 98 °C misst, war die Installation einer gewöhnlichen Dampfturbine nicht möglich. Statt dessen wird das Kraftwerk im sog. Organic Rankine Cycle betrieben, d. h., die Turbine wird mit dem aus Erdöl gewonnenen Kohlenwasserstoff Perfluorpentan beaufschlagt, der schon bei 30 °C siedet.

Nachtrag August 2005

Insgesamt gibt es inzwischen mehr als 30 Nahwärme-Systeme, die ganz oder teilweise aus Erdwärme gespeist werden. Eine Reihe weiterer Vorhaben wird verfolgt. Ende 2003 ist in Neustadt- Glewe (Mecklenburg-Vorpommern) ein kleines Geothermie-Kraftwerk in Betrieb gegangen. Tiefbohrungen sind sehr teuer. Die Nutzung der oberflächennahen Erdwärme mit Hilfe von Wärmepumpen für einzelne Gebäude kommt rasch voran.

Weitere Informationen können Sie der Langfassung entnehmen.
Hier können Sie Kurz- und Langfassung gemeinsam als PDF downloaden (PDF, 48 kB). Dieser Beitrag wurde am 24. Oktober 2002 veröffentlicht.

Siehe auch

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