Wärme aus dem Erdinnern

Wusstet ihr, dass bei der erneuerbaren Energie-Erzeugung sogar das Erdinnere eine Rolle spielt? Denn mit Erdwärme, auch Geothermie genannt, kann man ebenso Strom erzeugen. Wie das funktioniert, erfahrt ihr heute.

Wenn ihr im Sommer im warmen Gras liegt, spürt ihr noch keine Erdwärme. Denn diese befindet sich viel weiter im Erdinnern. Erdwärme ist die im zugänglichen Bereich der Erdkruste gespeicherte Wärme. Man unterscheidet hier zwischen oberflächennaher Geothermie und Tiefengeothermie:

Bei der oberflächennahen Geothermie wird bis zu zwölf Grad warmes Wasser aus maximal 100 Metern Tiefe genutzt. Die Tiefengeothermie operiert in Tiefen ab 400 Metern bis zu aktuell 4000 Metern. Dort beträgt die Wassertemperatur bereits über 100 Grad.

Eine natürliche Quelle für Geo-Energie ist Island. Die aus den Geysiren an die Oberfläche sprudelnden heißen Wassermassen werden schon seit Jahrzehnten in geothermalen Heizanlagen für Häuser, Bäder und sogar Straßen genutzt.

Die Stromerzeugung in geothermischen Kraftwerken ist die moderne Variante der Erdwärme. Einige der größten deutschen Geothermieprojekte befinden sich in Bayern, etwa das kombinierte Geothermie-Heizkraftwerk in Erding.

Tief bohren

Energie aus geringer Tiefe wird mit bewährter Technik millionenfach zur Wärmenutzung gewonnen, egal ob für die private Wärmepumpenheizung oder große Fernwärmesysteme.

Um jedoch Strom zu erzeugen, werden Temperaturen von über 100 Grad benötigt. In vulkanischen Regionen ist heißes Wasser oberflächennah zugänglich. In Deutschland muss man aber über 3000 Meter tiefe Schichten anzapfen.

In Erdwärme- oder Geothermiekraftwerken wird das Wasser aus dem heißen Gestein tief im Erdinnern nach oben gepumpt. In einem Wärmetauscher wird damit energiereicher Dampf erzeugt, der eine gewöhnliche Turbine antreibt. Der daran angeschlossene Generator produziert schließlich elektrischen Strom. Da natürliche Thermalwasservorkommen begrenzt sind, wird auch Wasser durch ein Bohrloch in die Tiefe gepumpt und erhitzt durch eine zweite Röhre nach oben zur Turbine geleitet.

Für dieses „Hot-Dry-Verfahren“ werden mehrere tausend Liter pro Minute bei bis zu 300 bar verpresst. Es birgt die Gefahr von erdbebenartigen Erschütterungen, die nicht selten Häuser und Straßen beschädigen, wie am Beispiel des südbadischen Staufen zu sehen ist: Seit drei Jahren hebt sich dort die Erde.

Da Bohrlöcher sehr teuer sind, wird durch kleinere Testbohrungen zunächst versucht, eine verlässliche Prognose der Wärmeverteilung im Untergrund zu erhalten.

Die Leistungen bei der Stromerzeugung durch Erdwärme reichen noch nicht an die herkömmlicher Kraftwerke heran. Die Anlagen werden jedoch immer größer. Entscheidender Vorteil der Erdwärmenutzung ist auch die konstante und planbare Energieerzeugung – unabhängig von Tages- und Nachtzeiten oder dem Wettergeschehen.

Habt ihr einen Teil der Serie verpasst? Auf www.szene-extra.de findet ihr alle bisher erschienenen Artikel.