Erdwärme - wenn die Energie von innen kommt

Betrachtet man den unerschöpflichen Energievorrat, gespeichert in heißem Wasser oder Gestein, hat die Menschheit eigentlich kein Energieproblem. So sind nach heutigen Kenntnissen im Erdkern Temperaturen von über 6.000 C°, im oberen Erdmantel noch etwa 1.300 C° anzunehmen. Etwa 99 Prozent des Erdballs sind heißer als 1.000 C° und nur 0,1 Prozent sind kühler als 100 C°. Gute Voraussetzungen also, das Energieproblem elegant und umweltfreundlich zu lösen. Tag für Tag strömen aus dem Inneren der Erde Energiemengen in den Weltraum ab, die ausreichten, den Bedarf der Menschen um ein Mehrfaches zu decken. Mit den heute entwickelten Technologien ist es praktisch überall möglich, diese umweltfreundlichen und klimaschonenden Energiequellen zu nutzen. Geothermie, so der Fachausdruck für Erdwärme, gehört deswegen zu den weltweit am meisten eingesetzten erneuerbaren Energieträgern. Allerdings ist es nicht überall so einfach wie in Island, an die Energie aus dem Inneren der Erde zu kommen. Dort sind schon weithin sichtbar die zahlreichen Geysire zu sehen, aus denen heißes Wasser in die Luft schießt. Schon seit etwa 70 Jahren zapfen die Isländer ihre heißen Quellen an. Mittlerweile wird ihr Strom- und Wärmebedarf schon nahezu vollständig aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt.


	Geysire hat Deutschland nicht zu bieten, warme Quellen findet man höchstens in einigen Thermal- bädern. Aber Erdwärme gibt es dennoch im Überfluss. Man muss nur tief genug bohren. Um die im Gestein gespeicherte Wärme nutzen zu können, muss eine Flüssigkeit (üblicherweise Wasser) vorhanden sein. Wenn die Flüssigkeit bereits von Natur aus vorhanden ist, spricht man von Grundwasserleitern. In den meisten Fällen befinden sie sich nur in geringen Tiefenlagen, aber es kommen auch Tiefen von 500 m bis 2.000 m vor. Sind keine natürlichen Grundwasserleiter vorhanden, gibt es verschiedene Verfahren, um die im Gestein gespeicherte Wärme an eine Flüssigkeit abzugeben.

Beträgt die Temperatur der geothermischen Wärmequelle weniger als 100 C°, kann die Wärme direkt zum Heizen genutzt werden. Dabei wird der Wärmeinhalt der geothermischen Flüssigkeit mittels eines Wärmetauschers an einen Heizkreislauf abgegeben. Grundsätzlich ist diese Methode für alle Anwendungen im Bereich der Wärmenutzung oder Klimatisation verfügbar: für Siedlungen oder Einzelgebäude, für industrielle Gebäude und Treibhäuser, ebenso für Thermal- oder Hallenbäder. Ist die Temperatur der Wärmequelle zu niedrig, wird an die Produktionsanlage eine Wärmepumpe angekoppelt. Diese funktionieren umgekehrt wie ein Kühlschrank. Die Pumpen entnehmen die Wärme aus dem Wasser oder dem Erdreich, das dabei abkühlt und heizen damit das Innere des Gebäudes. Mit einer Wärmepumpe lässt sich sogar 10 bis 12 Grad kaltes Grundwasser zu Heizzwecken aufbereiten.

	Als Wärmetauscher kommen Erdwärmesonden oder Erdwärmekollektoren zum Einsatz. Erdwärmesonden sind vertikale Wärmetauscher, installiert in Bohrungen mit einer Tiefe von 50 bis 300 m. Sie werden für Ein- und Mehrfamilien- häuser sowie für kleine Wohnblöcke verwendet. Bei Erdwärmekollektoren werden die Rohre, im Gegensatz zu den Erdwärmesonden, horizontal in Schlaufen verlegt. Diese Technik ist allerdings weniger verbreitet.

Beträgt die Temperatur der geothermischen Wärmequelle über 150 C°, wird eine Umwandlung der Wärme in Elektrizität rentabel. Wenn das geothermische Fluid unter hohem Druck und hoher Temperatur im Bohrloch aufsteigt, besteht es aus einem Gemisch von Wasser und Dampf. Der Energieinhalt des unter Druck stehenden Dampfes wird mittels Turbine und Generator in Elektrizität umgewandelt. Am Ausgang der Turbine beträgt die Temperatur des Fluids noch etwa 100 C°. Dies erlaubt eine direkte Wärmenutzung beispielsweise zur Gebäudeheizung. Im mecklenburgischen Neustadt-Glewe wird seit kurzem auch Strom erzeugt. Ende 2003 ist dort das erste geothermische Kraftwerk Deutschlands ans Netz gegangen. Die in dem Kraftwerk produzierte Elektrizität reicht für rund 500 Haushalte.

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