Erdwärme

Ein Erdwärmekraftwerk in Island

Energie

Erdwärme

99 Prozent der Erde sind heißer als 1000 Grad. Direkt unter unseren Füßen schlummert ein gewaltiges, nahezu unerschöpfliches, jederzeit verfügbares Energiepotenzial. Mit Erdwärme kann man Gebäude heizen und auch Strom erzeugen.

Vorbild Island

Doch bisher spielt die umweltfreundliche Energiequelle Erdwärme im Energiemix bei uns keine große Rolle. Die Nutzung sei nicht überall wirtschaftlich genug, die Technik noch zu unausgereift, bemängeln Kritiker. Nachdem es in einigen Geothermie-Kraftwerken zu Schäden an Gebäuden und Straßen kam, hat die Geothermie in Deutschland ein Imageproblem.

Wie umweltfreundlich und kostengünstig die Energiequelle Erdwärme genutzt werden kann, zeigt das Beispiel Island. 37 aktive Vulkane, Geysire und heiße Quellen – sichtbare Zeichen des enormen geothermischen Potenzials Islands. In wenigen hundert Metern Tiefe herrschen Temperaturen von bis zu 350 Grad Celsius. Mehr als genug, um 90 Prozent aller Haushalte über heißen Wasserdampf mit Wärme zu versorgen.

Gleichzeitig wird der heiße Wasserdampf auch benutzt, um über Turbinen in Geothermie-Kraftwerken Strom zu erzeugen. Island will sich in seiner Energieversorgung unabhängig von fossilen Brennstoffen machen. Mit überschüssiger Energie wird Wasserstoff erzeugt, der als Energieträger der Zukunft gilt.

Natürlich sind die Voraussetzungen für die Erdwärmenutzung in Island dank der besonderen geologischen Situation mit den vielen Vulkanen einzigartig. Aber auch in Mitteleuropa könnte man Erdwärme nutzen. Potenzial ist vorhanden.

Mit Erdwärme über kalte Winter

Gäste baden in der Thermalquelle in der Toskana

Schon bei den Römern und noch heute sind Thermalquellen beliebt

Auch in Mitteleuropa gibt es etliche Thermalquellen. Schon die alten Gallier, Kelten und Germanen wussten die Erdwärme in kalten Wintern zu schätzen. Ausgrabungen zeigten, dass die Römer in Pompeii sogar schon Villen über antike Fernwärmenetze versorgten.

1332 wurde in Chaudes-Aigues im Süden des französischen Zentralmassivs die weltweit erste kommunale Wärmeversorgung installiert. Und von Dampf erhitzter Boden war die Grundlage dafür, dass in der Toskana ab dem Mittelalter Gemüse selbst im Winter angebaut werden konnte.

Das älteste Erdwärmekraftwerk der Welt

In Italien begann die Geschichte der modernen Erdwärmenutzung. Dort treffen die afrikanische und die eurasische Kontinentalplatte aufeinander. In der Toskana führt das zwar nicht zu Vulkanausbrüchen, aber Magma heizt dort oberflächennahe, unterirdische Wasserreservoire auf.

An mehreren Stellen bahnt sich heißer Wasserdampf seinen Weg an die Erdoberfläche. Den nutzte 1913 Graf Piero Ginori Conti in Larderello für das erste Erdwärmekraftwerk der Welt. Der Wasserdampf trieb Turbinen an und diese erzeugten Strom.

Erdwärmenutzung in Deutschland

Heißwasserreservoire nahe unter der Erdoberfläche sind in unseren Breitengraden selten. Doch Hausbesitzer können auch in Deutschland an einigen Standorten auf Geothermie setzen. Selbst im Winter sind die Temperaturen in oberflächennahen Bodenbereichen an manchen Orten immer noch hoch genug, um Gebäude mit Wärme zu versorgen.

Über sogenannte Erdwärme-Kollektoren oder in Tiefen von 100 bis 150 Metern über sogenannte Erdwärme-Sonden. Derzeit sind in Deutschland über 300.000 oberflächennahe Geothermieanlagen in Betrieb und jedes Jahr kommen zahlreiche hinzu.

Neben diesen Techniken der "oberflächennahen Geothermie" gibt es noch die Möglichkeit der "tiefen Geothermie". Mit ihr kann nicht nur Energie für Fernwärmenetze gewonnen, sondern auch Strom in größerem Umfang erzeugt werden.

Erdwärmeverteilung auf Wohn- und Gewerbegebiete.

Wärmeversorgung von Wohn- und Gewerbegebieten

Entweder über die Förderung von heißem Wasser aus Reservoiren in tiefen Gesteinsschichten oder allein aus heißen, tiefen Gesteinsschichten, in die man Wasser pumpt, dort aufheizt, wieder an die Oberfläche fördert und damit dann Turbinen antreibt. Allerdings sind für die "tiefe Geothermie" oft Bohrungen in sehr tiefe Erdschichten notwendig.

In 3000 bis 5000 Metern Tiefe kann man in einigen Gebieten Deutschlands aber durchaus schon auf 160 Grad heiße Gesteinsschichten stoßen. Bei solchen Temperaturen kann sich der Betrieb von Geothermie-Kraftwerken zur Stromerzeugung anfangen zu lohnen.

26 solcher Kraftwerke gibt es bereits in Norddeutschland, Bayern, Rheinland-Pfalz und auch Baden-Württemberg. Sie tragen aber gerade einmal drei Prozent zum Anteil der Energiegewinnung aus Erneuerbaren Energien bei. Der Ausbau wird jedoch von Bund und Ländern vorangetrieben: Weitere zehn Geothermie-Kraftwerke werden bereits gebaut und 35 weitere befinden sich in der Planung.

Geothermie – Technologie mit Risiken?

Manche Geothermie-Kraftwerke wie im elsässischen Soultz-sous-Fôrets gelten mittlerweile als Vorzeige-Projekte und liefern zuverlässig Wärme und Strom. Andere dagegen haben auch für negative Schlagzeilen gesorgt und die Bürger verunsichert.

2006 führten beispielsweise Tiefenbohrungen in Basel zu Erdbeben, sorgten für Schäden an Häusern und Straßen.

2009 löste vermutlich ein Geothermie-Kraftwerk im pfälzischen Landau ein Mini-Beben aus. Auch hier bangten die Bürger daraufhin um ihr Hab und Gut. Beide Anlagen wurden inzwischen stillgelegt, in Basel ist das Projekt sogar endgültig gescheitert.

Aufgrund der Erfahrungen haben sich Bürger, aber auch Gemeinden an anderen Standorten zu Bürgerinitiativen zusammengeschlossen und kämpfen für Baustopps. Das Image der tiefen Geothermie ist in Deutschland mittlerweile eher schlecht.

Eine Erdwärme-Bohrung in Staufen führt zum Desaster

Das betrifft auch die oberflächennahe Geothermie, obwohl es hier nur sehr selten und in letzter Zeit kaum noch zu Problemen kam. Für überregionales Aufsehen sorgten allerdings 2007 die Vorfälle bei Erdwärmebohrungen in Staufen im Breisgau. In Staufen hob sich in Folge der Bohrungen die gesamte Altstadt, über 270 Gebäude wurden teilweise schwer beschädigt und es entstand Sachschaden in zweistelliger Millionenhöhe.

Seit 2011 gelten in Baden-Württemberg daher strengere Auflagen für die Nutzung der Erdwärme. So gibt es unter anderem strengere Vorschriften und Qualitätsanforderungen für Bohrunternehmen, Haftpflichtversicherungs-Summen wurden drastisch erhöht, damit im Schadensfall die Betroffenen nicht im Regen stehen.

Große Risse an einer Hauswand

Mehr als 270 Häuser wurden in Staufen beschädigt

Auch wenn Staufen unvergessen ist, im Prinzip kam es in Baden-Württemberg in den letzten Jahren nicht mehr zu größeren Problemen bei oberflächennahen Geothermie-Projekten. Während die oberflächennahe Geothermie in Deutschland durchaus Zukunft haben könnte, ist dies bei der tiefen Geothermie noch fraglich.

Vor allem in Rheinland-Pfalz wurden viele Tiefengeothermie-Projekte erst einmal gestoppt. Möglicherweise müssen die Auswirkungen der Erdwärmebohrungen in tiefen Gesteinsschichten noch intensiver erforscht werden, genauso wie der Geothermie-Kraftwerksbetrieb an sich.

Autoren: Jochen Zielke/Wolfgang Richter

Stand: 27.08.2015, 14:00

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