WIE FUNKTIONIERT GEOTHERMIE?

In Mitteleuropa nimmt die Temperatur in den obersten Erdschichten durchschnittlich um 3°C pro 100 m Tiefe zu. Im obersten Erdmantel herrschen etwa 1.200°C, im Erdkern wird eine Temperatur von gut 6.000°C angenommen. Über 99% des Erdvolumens ist heißer als 1000°C, nur etwa 0,1% sind kühler als 100°C.

Um diese Wärme an die Oberfläche zu fördern, ist Wasser das geeignete Transportmittel. Es heizt sich in der Tiefe gut auf, wenn es großflächig mit dem Untergrundgestein in Berührung kommt. Die gewinnbare Wärmemenge ist dabei umso größer, je mehr Wasser in einer bestimmter Zeit zu Tage gebracht werden kann und je höher die Temperatur des Wassers ist.

Um den unterirdischen Wasservorrat im Laufe der Zeit nicht aufzubrauchen, wird das abgekühlte Wasser über eine zweite Bohrung schließlich wieder in die Erdschicht geleitet, aus der es entnommen wurde.

Bei der Förderung kann man natürlich nicht beliebig tief bohren. Derzeit sind Bohrung bis ca. 5.000 m wirtschaftlich sinnvoll. Je nach Kontinent und Region erschließt man damit unterschiedliche Wassermengen und Wassertemperaturen.

In Süddeutschland wurde z.B. in einer Tiefe von 3.580 Metern Wasser mit einer Temperatur von 130 °C aufgefunden, das mit einer Förderrate von 150 Litern pro Sekunde ein Kraftwerk mit einer Leistung von 3,5 Megawatt (MW) elektrischer Energie und 40 MW thermischer Energie ermöglicht.

Selbst wenn nicht ausreichend oder gar kein Wasser in der Tiefe zur Verfügung steht, kann man die Wärme des heißen Gesteins nutzen, indem man in einem Kreislauf kaltes Wasser in diese heißen, trockenen Gesteinsschichten einbringt und heißes Wasser wieder zu Tage pumpt.

Mit diesem Verfahren konnte z.B. in Frankreich mit einer Bohrtiefe von 5.000 Metern eine Lagerstätte erschlossen werden, die 180 °C heißes Wasser hervorbringt, die von einer Anlage in 4,5 MW elektrische Energie gewandelt werden.

Rund 20.000 MW thermische Leistung und über 8.000 MW elektrische Leistungen werden bis jetzt weltweit durch geothermische Kraftwerke produziert und in die Versorgungsnetze eingespeist. Das älteste noch funktionsfähige geothermische Elektrizitätskraftwerk befindet sich in der Toskana, Italien und versorgt seit ca. 100 Jahren die regionale Umgebung mit Strom.