Geothermie – eine zu wenig beachtete Energiequelle

Geothermie – eine bisher noch zu wenig beachtete alternative Energiequelle

Geothermie, die Nutzung der in der Erde gespeicherten Wärmeenergie, gilt als eine vielversprechende und nachhaltige Energiequelle. Sie kann sowohl zur Stromerzeugung als auch zur Bereitstellung von Wärme genutzt werden. In Deutschland und weltweit wird Geothermie zunehmend als wichtiger Baustein der Energiewende betrachtet, da sie eine kontinuierliche und wetterunabhängige Energiequelle darstellt. Geothermie ist eine der ältesten Energiequellen der Erde, die durch die natürliche Wärme des Planeten gespeist wird. Diese Wärme stammt größtenteils aus dem Zerfall radioaktiver Elemente im Erdinneren sowie aus der Restwärme der Erdentstehung.

Einige Daten und Fakten

In Deutschland sind derzeit 43 tiefe Geothermieanlagen in Betrieb, davon 32 reine Heizwerke, 11 Kraftwerke zur Stromerzeugung und 7 kombinierte Heizkr  aftwerke (Wärme + Strom). Die installierte Wärmeleistung beträgt insgesamt 407 MW, während die elektrische Leistung bei 47 MW liegt. Forscher schätzen, dass das Potenzial der Geothermie weltweit enorm ist. Mit den heutigen Technologien könnte theoretisch bis zu 80 % des weltweiten Strombedarfs und 100 % des Wärmebedarfs gedeckt werden. Allein in Deutschland könnte die tiefengeothermische Energie bis zu 300 TWh pro Jahr liefern – genug, um ein Viertel des gesamten deutschen Wärmebedarfs zu decken. In Mitteleuropa steigt die Temperatur im Erdinneren durchschnittlich um etwa 3 °C pro 100 Meter Tiefe an. Dies ermöglicht sowohl die oberflächennahe als auch die tiefe Nutzung von Erdwärme. In den USA, dem Land mit den weitaus größten CO₂-Emissionen, wurden 2022 3.965 MW von geothermischen Kraftwerken erzeugt. Diese Zahl wächst jährlich um etwa 3 %.

Vorteile der Geothermie

Die Nutzung von Geothermie bietet zahlreiche Vorteile gegenüber fossilen Brennstoffen und anderen erneuerbaren Energien wie Wind- oder Solarenergie. Geothermische Energie ist nahezu emissionsfrei. Im Gegensatz zu Kohle-, Gas- oder Ölkraftwerken entstehen bei der Nutzung von Erdwärme keine CO₂-Emissionen während des Betriebs. Lediglich bei der Errichtung von Anlagen fallen Emissionen an, beispielsweise durch den Einsatz von Baumaterialien wie Beton oder Stahl. Zudem gibt es keine Luftverschmutzung durch Rußpartikel oder Stickoxide.

Ein wesentlicher Vorteil der Geothermie ist überdies ihre ständige Verfügbarkeit. Im Gegensatz zu Wind- oder Solarenergie ist sie nicht von Wetterbedingungen abhängig und liefert rund um die Uhr Energie. Dies macht sie besonders attraktiv für den Einsatz in industriellen Prozessen oder beispielsweise Rechenzentren, die eine kontinuierliche Energieversorgung benötigen. Geothermie kann sowohl zur Stromerzeugung als auch zur Bereitstellung von Wärme genutzt werden. Oberflächennahe Geothermie eignet sich besonders für die Beheizung von Gebäuden oder technischen Anlagen, während man tiefe Geothermie auch zur Stromproduktion verwendet werden kann. In Deutschland wird sie bereits in Fernwärmenetzen eingesetzt, um ganze Stadtviertel mit klimaneutraler Wärme zu versorgen.

Durch den Ausbau der Nutzung von Geothermie kann die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl oder Gas erheblich reduziert werden. Dies trägt nicht nur zur Versorgungssicherheit bei, sondern stabilisiert auch die Energiepreise, da geothermische Ressourcen lokal verfügbar sind und nicht importiert werden müssen

Herausforderungen

Trotz ihrer vielen Vorteile steht die Geothermie vor einigen Herausforderungen, insbesondere in Bezug auf Kosten und Standortabhängigkeit. Der Bau einer Geothermieanlage erfordert hohe Investitionen, insbesondere für Tiefbohrungen. Die Kosten können je nach Standort stark variieren und belaufen sich auf mehrere Millionen Euro pro Megawatt installierter Leistung. Diese hohen Anfangskosten stellen oft eine Hürde für den Ausbau dar, obwohl sich die Investitionen langfristig amortisieren können.

Geothermische Anlagen können nicht überall errichtet werden. Sie erfordern spezifische geologische Bedingungen wie ausreichende Temperaturen im Untergrund oder wasserführende Schichten (bei hydrothermalen Systemen). Regionen mit vulkanischer Aktivität wie Island sind besonders gut für die Nutzung geeignet, während in anderen Gebieten tiefere Bohrungen erforderlich sind Ein weiterer Nachteil ist das potenzielle Risiko induzierter Erdbeben durch Tiefbohrungen. Insbesondere bei petrothermalen Systemen, bei denen Wasser unter hohem Druck in das Gestein gepresst wird (Enhanced Geothermal Systems), kann es zu seismischen Aktivitäten kommen. Diese Erschütterungen sind in der Regel geringfügig, können aber in dicht besiedelten Gebieten problematisch sein.

Obwohl geothermische Anlagen selbst keine Treibhausgase emittieren, können bei Bohrungen Gase wie Methan oder Schwefelwasserstoff freigesetzt werden, die im Untergrund gespeichert sind. Diese Emissionen sind jedoch im Vergleich zu fossilen Brennstoffen deutlich geringer. Bei unsachgemäßer Durchführung von Bohrungen besteht das Risiko einer Kontamination des Grundwassers mit Chemikalien oder Thermalwasser aus dem Untergrund. Moderne Anlagen verwenden jedoch geschlossene Kreislaufsysteme, um dieses Risiko zu minimieren.

Fazit

Geothermie stellt eine vielversprechende Technologie dar, um den globalen Energiebedarf nachhaltig zu decken und gleichzeitig einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Ihre ständige Verfügbarkeit macht sie besonders attraktiv für industrielle Anwendungen sowie Fernwärmenetze in Städten. Trotz ihrer hohen Anfangsinvestitionen und potenziellen Risiken bietet sie langfristig erhebliche Vorteile gegenüber fossilen Brennstoffen.

Links und weitere Informationen

·         Bundesverband Geothermie – Geothermie in Zahlen (Link)
·         Umweltbundesamt – Geothermie (Link)
·         Universitiy of Michigan - Geothermal Energy Factsheet (Link)