Geothermie
in
Deutschland
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Die Vorteile und
Nachteile der Geothermie wurden in Energie2
diskutiert. In Europa, mit Ausnahme von Island, und
insbesondere in Deutschland spielt diese
Primärenergiequelle nur eine untergeordnete Rolle.
Die Gründe ergeben sich aus der Übersichtskarte auf
der rechten Seite: Ausgedehnte Gebiete mit heißen
Gesteinsschichten befinden sich eigentlich nur in
den Balkanländern und dort sind sie bisher nicht
erschlossen worden. Dagegen spielt in
außereuropäischen Ländern, wie den USA, Japan und
Mexiko, die Geothermie schon heute eine
wichtige Rolle, deren Bedeutung in Zukunft noch
weiter wachsen dürfte. In Europa liefern, falls die
Angaben korrekt sind, nur in Island die
geothermische Kraftwerke zur Zeit schon den größten
Teil der elektrischen Energie, in Deutschland betrug
der geothermische Anteil an der
Primärenergieversorgung im Jahr 2006 nur 0.05%.
Dabei handelte es sich im Wesentlichen um kleine
Anlagen, die Privathäuser mit Warmwasser versorgten.
Auf diese Anwendungen werden wir am Schluss noch
einmal eingehen, zunächst geht es um die Bedeutung
von geothermischen Großanlagen für Deutschland. |
![](9-3-7-1-02.gif)
Gebiete in Europa,
wo die geothermischen Bedingungen die Errichtung
von Anlagen erlauben.
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Dass deren Beitrag in
der Energieversorgung so gering ist, liegt natürlich
daran, dass die geologischen Gegebenheiten für die
Geothermie in Deutschland viel ungünstiger sind als
z.B. in den USA, wo sich große Gebiete befinden,
unter denen sich in einer Tiefe von 5000 m bereits
Gesteinstemperaturen von mehr als 200 oC
befinden, die auch relativ leicht erschlossen werden
können, weil das Gestein dort eine hohe Porosität
aufweist. Die entsprechende geothermische Karte für
Deutschland ist auf der rechten Seite gezeigt. Die
Gebiete, die sich sich für geothermische Anlagen
u.U. eignen, sind in gelber Farbe dargestellt.
Dabei handelt es sich um die norddeutsche Tiefebene,
den Rheingraben und das Molassebecken zwischen Donau
und den Alpen. Allerdings weisen in den ersten
beiden Gebieten die Wässer einen sehr hohen
Salzgehalt auf, während im letzteren das Wasser fast
Trinkqualität besitzt. Eine ausführliche
Beschreibung der geplanten oder bereits vorhandenen
Anlagen in diesen Gebieten findet sich auf der
homepage des geothermischen
Informationssystems. Diese Anlagen haben mit
dem Nachteil zu kämpfen, dass die Wassertemperatur
in einer Tiefe von 3000 m fast immer kleiner als 100
oC ist. Insofern ist es nicht
verwunderlich, dass sich nur wenige Anlagen bereits
in Betrieb befinden und diese fast ausschließlich
zur Bereitstellung von Wärmeenergie für die
Häuserheizung. Viel mehr Anlagen sind in Planung
oder im Bau. |
![](9-3-7-1-01.gif)
Gebiete in
Deutschland, wo die geothermischen Bedingungen die
Errichtung von Anlagen erlauben (gelb). In
weiteren Gebieten (blau) bestehen u.U. die
Möglichkeiten für derartige Projekte.
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Eine der größten im Betrieb
befindlichen Anlagen ist wohl die in Erding, wo eine
thermische Leistung von ca. 18 · 106 kWh a-1
direkt in das Fernwärmesystem eingespeist wird und aus dem
Rücklauf noch einmal 57 · 106 kWh a-1 mithilfe
einer Wärmepumpe
bereit gestellt werden. Dazu musste eine Heißwasserbohrung
auf 2350 m Tiefe niedergebracht werden, durch die Wasser mit
einer Temperatur von 65 oC hochgepumpt wird.
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Als einzige bereits im
Betrieb befindliche Anlage wird die in Neustadt-Glewe auch
zur Wandlung von thermischer in elektrische Energie genutzt.
Bei einer Wassertemperatur von 98 oC aus einer
Tiefe von 2250 m liefert diese Anlage eine thermische
Leistung von 53 · 106 kWh a-1 und
eine elektrische Leistung von weniger als 2 · 106
kWh a-1. Der Beitrag zur Versorgung mit
elektrischer Energie fällt allerdings bei tiefen
Temperaturen im Winter aus, weil zu diesen Zeiten die
gesamte thermische Energie benutzt wird, um den
Heizungsbedarf der ca. 6000 Einwohner zählenden Gemeinde zu
90% zu decken1).
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Die meisten der in der Karte
oben gezeigten Standorte liegen über Bodenschichten mit
hydrothermalen Reservoiren, d.h. das Heißwasser wird direkt
aus dem Reservoir hochgepumpt. Von ihrer Bedeutung viel
wichtiger für Deutschland sind aber die wasserarmen
Heißgesteine, die sich mit dem HDR-Verfahren erschließen
lassen. Solche Anlagen gibt es in Deutschland und seinen
Nachbarregionen nur an 4, meist südlichen Standorten,
nämlich
- Groß Schönebeck
- Soultz-sous-Forets
- Bad Urach
- Basel
Von diesen Anlagen sind die ersten beiden Forschungs- und
Entwicklungsstationen, die staatlich gefördert werden und
bei denen die Kosten daher nur eine untergeordnete Rolle
spielen. Der Aufbau der industriell zu nutzenden Anlagen in
Bad Urach und Basel wurde dagegen unterbrochen, da die
Teifenbohrung auf unerwartete Hindernisse stieß und das
finanzielle Risiko einer Weiterführung zu groß wurde.
Bemerkenswert ist besonders das Schicksal der HDR-Anlage in
Basel, wo die
Bohrung im Dezember 2006 kleinere Erdbeben auslöste, die zum
Abbruch
der
Arbeiten führten. Solche seismischen Aktivitäten als
Folge von HDR-Bohrungen sind zu erwarten: Heiße
Gesteinszonen sind besonders leicht zugänglich in Regionen
mit geothermischen Anomalien, wie sie im Rheingraben
bestehen. Dort befinden sich ebenfalls Zonen mit starken
geologischen Spannungen, welche durch die Bohrungen und das
Einpressen von Wasser u.U. freigesetzt werden. Die dabei
entstehenden Energien in Form von Erdbeben sind wesentlich
höher als die, welche mit dem Vortrieb des HDR-Verfahrens
selbst verbunden sind.
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Trotz dieser Fehlschläge und
des insgesamt sehr geringen Beitrags, den Großanlagen bisher
zur Energieversorgung in Deutschland geleistet haben, sieht
die Geothermiebranche (siehe z.B. Hochtief
AG) mit Optimismus in die Zukunft und hofft, dass ihr
Anteil zur Versorgung mit Heizenergie bis 2020 auf 7%
steigen wird. Dieser Optimismus gründet sich u.a. auch auf
den Einsatz von Erdwärmesonden in Privathaushalten, die bis
zu einer Tiefe von ca. 400 m vorgetrieben werden und die,
wie in Energie2
beschrieben, den Warmwasserbedarf eines Hauses mithilfe
einer Wärmepumpe decken können. Dabei ist zu bedenken, dass
z.Z. die Kosten einer derartigen Anlage noch weitaus höher
sind als die des konventionellen Verfahrens auf der Basis
einer modernen Ölfeuerungsanlage. Nach den Berechnungen der
Landesinitiative
Zukunftsenergien
NRW2) sind die Investitionskosten einer
geothermischen Heizungsanlage in einem Niedrigenergiehaus
(ca. 20000 €) noch mehr als doppelt so hoch wie die einer
konventionellen Heizungsanlage (ca. 8000 €). Und auch der
Primärenergiebedarf ist nicht wesentlich geringer, wenn man
diesen nach der Substitutionsmethode berechnet.
Denn man darf nicht übersehen, dass beim Betrieb einer
geothermischen Heizungsanlage ein nicht zu
vernachlässigender Bedarf nach elektrischer Energie zum
Betrieb der Förderpumpe und der Wärmepumpe entsteht.
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Insofern wird sich diese
Technik wohl erst dann als wirklich vorteilhaft erweisen,
wenn sich der Bedarf nach elektrischer Energie in genügend
großem Umfang aus anderen, als den fossilen Quellen decken
lässt.
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1) Hier
wird das Problem einer nur zu Heizungszwecken betriebenen
Anlage deutlich, wenn während der warmen Jahreszeiten kein
Bedarf nach Heizungsenergie besteht und die thermische
Energie allein zur Versorgung mit Warmwasser gefördert
werden muss.
2) Nach meinen Berechnungen sind die Angaben in
der angegebenen Referenz fehlerhaft und müssen korrigiert
werden.
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