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Energie aus dem Untergrund

Tief im Erdreich liegt ein gigantischer Energieschatz, der bislang kaum genutzt wird: Geothermie. Dabei lassen sich mit der Wärme unter unseren Füßen ganze Städte beheizen.

Fossile Energien deckten 2022 noch immer mehr als 80 Prozent des bundesweiten Wärmebedarfs. Das muss sich ändern. Um seine Klimaziele zu erreichen und die Abhängigkeit von Öl und Gas zu reduzieren, braucht Deutschland mehr Wärme aus regenerativen Quellen. Eine Option: Geothermie.

Tief im Erdreich schlummert ein enormes, bislang wenig genutztes Energie-potenzial. Zwar verwenden Wärmepumpen schon heute oberflächennahe Geothermie, um in Haushalten Wärme für Heizung und Warmwasser zu erzeugen. Dabei wird ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel durch Röhren ge-pumpt, die ein bis zwei Meter tief im Boden vergraben sind. Etwa 440 000 solcher Wärmepumpen sind schon in Deutschlands Gärten installiert. 

Allerdings benötigen diese Wärmepumpen auch immer einen Anteil an Strom, um die relativ geringe Wärme aus den oberflächennahen Schichten in nutzbare Heizenergie zu verwandeln. 

 Zusätzlichen Schub, um die Wärmewende voranzutreiben, verspricht die mittlere und tiefe Geothermie (siehe Grafik). Das Fraunhofer Institut hat ein Potenzial von mehr als 300 Terawattstunden Energie pro Jahr ermittelt, was einem Viertel des gesamten deutschen Wärmebedarfs entspricht.

Unten wird’s heiß

Der Grund dafür liegt in der Geologie. Das Innere der Erde ist heiß. Bis zu 7000 Grad Celsius beträgt die Temperatur des Erdkerns. Aber so tief muss man nicht bohren, um an Erdwärme zu gelangen: Pro 100 Meter Tiefe wird es durchschnittlich um 3,2 Grad wärmer. In 500 Meter Tiefe ist es bereits 26 Grad heiß, in 4000 Meter 138 Grad. 

In geeigneten geologischen Formationen lässt sich diese Wärme über Tiefbrunnen gewinnen. Die Experten suchen dafür nach relativ durchlässigen Gesteinen, in denen Thermalwasser zirkuliert. Diese finden sich unter anderem in geothermisch interessanten Gebieten wie dem Süddeutschen Molassebecken, dem Oberrheingraben, der Rhein-Ruhr-Region oder dem norddeutschen Becken. Dort entstehen Geothermiekraftwerke: Um heißes Wasser zu fördern, führen die Betreibergesellschaften jeweils zwei Bohrungen durch, die bis zu 5000 Meter in den Untergrund reichen – eine sogenannte Dublette. Über eine Bohrung gelangt das heiße Wasser an die Oberfläche und gibt dort seine Wärme ab. Über die zweite Bohrung wird es abgekühlt zurück in den Untergrund geleitet und erwärmt sich erneut. 

Erdwärme aus Tiefengeothermie kann Wärmenetze speisen und ganze Stadtviertel mit Heizwärme versorgen. Liegt das Temperaturniveau hoch genug, lässt sich mit einem Geothermiekraftwerk auch gleichmäßig übers ganze Jahr Strom erzeugen.

Es gibt auch Risiken

Allerdings hat besonders die tiefe Geothermie auch Nachteile. Bohrungen in mehreren Kilometer Tiefe sind aufwendig und teuer. Trotz gründlicher Voruntersuchungen gibt es keine Garantie, dass jede Bohrung Thermalwasser zutage fördert. Zudem lässt sich nicht vorhersagen, ob sich gefundenes heißes Wasser wirklich eignet, um geothermische Energie zu erzeugen. Es kann zum Beispiel Minerale enthalten, die Rohrsysteme zersetzen. Wie bei der Förderung von Kohle, Erdöl oder Erdgas besteht auch bei der hydrothermalen Geothermie das Risiko von leichten Erschütterungen. Experten halten die Gefahr jedoch für kontrollierbar.