Was ist Geothermie? - Enrev.de

Was ist Geothermie?
Faktoren eines
typischen Kraftwerks Werte
Bruttoleistung eines
typischen Kraftwerks
(MWel)
3 +
Wärme
Preis dieser Anlage
(Mio. Euro)
10-20
Bauzeit (Jahre) 1,5-5
Laufzeit (Jahre) 40-50
Stromgestehungskosten 9-22, in
(Cent/kWh) D eher 22
Wasserbedarf nein
CO2-Emissionen
(g/kWh)
ca. 80
Radioaktive Abfälle
(g/kWh)
0
Sonstige
Umweltbelastungen
gering
Spitzenlastfähig nein
Grundlastfähig ja
Gesellschaftliche
Bedeutung
Werte
Volkswirtschaftliche
Bedeutung
sehr
gering
(steigend)
Akzeptanz hoch
Geothermie bezeichnet die in den oberen Schichten der
Erdkruste gespeicherte Wärme und deren Ausbeutung zur
Wärme- oder Stromerzeugung. Sie ist permanent und ohne
direkte Rohstoffkosten verfügbar, zählt zu den
erneuerbaren Energien und kann in grundlastfähigen Strom
gewandelt werden, das heißt, der Strom ist permanent
verfügbar.
In der Energiegewinnung wird zwischen tiefer und
oberflächennaher Geothermie unterschieden. Letztere wird
über Wärmepumpen oder -kollektoren vor allem zum
Heizen eingesetzt, in Deutschland gibt es beispielsweise
geothermiegeheizte Privathäuser. Die tiefe Geothermie
wird von Kraftwerken zur Stromerzeugung genutzt.
Die Erdwärme nimmt mit zunehmender Tiefe der Bohrung
zu. Als „geothermische Tiefenstufe“ wird dabei der
Standardwert von einer Zunahme um 3 Grad Celsius je
hundert Tiefenmeter bezeichnet. Von der geothermischen
Tiefenstufe kann es jedoch regional zu starken
Abweichungen kommen, vor allem in Gebieten mit
vulkanischer Aktivität.
//www.erdstrom.eu/
Diese Gebiete bezeichnet man als „Hochenthalpie-Lagerstätten“, mit oberflächennahe
geothermische Reservoirs von mehreren hundert Grad Celsius innerhalb von 2000
Tiefenmetern. Von ihnen unterscheiden sich die nichtvulkanischen „Niederenthalpie-
Lagerstätten“, in denen besonders tiefe Bohrungen nötig sind, da eine wirtschaftliche
Ausbeutung der Erdwärme erst ab einer Temperatur von über 100 Grad Celsius möglich ist.

Die weltweite Ausbeutung von Geothermie konzentriert sich auf Hochenthalpie-Lagerstätten.
In Europa sind dies vor allem Island und Teile der Toskana.
Wie funktioniert ein Geothermiekraftwerk?
www.weltderphysik.de
Ein Geothermiekraftwerk wandelt nach dem Prinzip der Dampfturbinentechnik Wärme in
elektrischen Strom um. Dafür wird Wasser in Leitungen durch ein unterirdisches
Wärmereservoir geführt. In anderen Fällen wie z.B. in Landau wird direkt heißes
Tiefenwasser gefördert. Wieder an der Oberfläche, wird von der erhitzten Flüssigkeit (Wasser
oder eine bei 80 Grad Celsius verdampfende organische Flüssigkeit) eine Dampfturbine
angetrieben, welche über einen Generator Strom produziert. Anschließend wird das
abgekühlte Wasser erneut durch das Wärmereservoir geleitet, der Kreislauf schließt sich.
Vor- und Nachteile auf einen Blick
Vorteile
Erdwärme steht allzeit, konstant und ohne direkte Kosten zur Verfügung, sie kann zur
Wärme- und Stromerzeugung genutzt werden. Erdwärme gilt als regenerativ,
Erdwärmestrom ist grundlastfähig.
Erdwärme ist ergiebig. Auch in Niederenthalpiegebieten wie in Deutschland könnte
Geothermie rechnerisch den gesamten Energiebedarf decken, allerdings stehen dem
Probleme der Bohrtechnik und der Wasserergiebigkeit des Untergrunds, die so
genannte „Höffigkeit“ im Wege, die die Wirtschaftlichkeit von Geothermie
beeinflussen.
Nachteile
Deutschland hat von lokalen Ausnahmen abgesehen keine vulkanisch aktiven
Hochenthalpie-Gebiete. Bohrungen für eine wirtschaftliche Nutzung müssen daher
verhältnismäßig tief gehen, was geothermische Energie deutlich verteuert. Aufgrund
dieser Bedingungen steckt Geothermie in Deutschland noch in den Kinderschuhen und
macht keinen wesentlichen Anteil an der Stromgestehung auf.
Technisch-ökonomische Risiken der Geothermie betreffen vor allem die „Höffigkeit“,
also die Wasserergiebigkeit des Untergrunds. Trotz entwickelter Messmethoden sind
Irrtümer möglich (Beispiel ist das nicht realisierte Kraftwerk Speyer, da dort Erdöl

statt heißem Wasser gefunden wurde). Ferner gibt es ein Risiko seismischer Ereignisse
(Beispiel ist das Kraftwerk Landau, das wegen der Gefahr von Beben zeitweise außer
Betrieb genommen werden musste).
In vulkanischen Gebieten kann durch Tiefenbohrungen giftiger und hoch brennbarer
Schwefelwasserstoff freigesetzt werden. Neueste Anlagen können diese Emissionen
jedoch unterbinden.
Geothermiekraftwerke aus Nutzersicht
Erdwärme wird weltweit vor allem zur direkten Wärmegewinnung und zur Gebäudeheizung
genutzt. Island bestreitet zum Beispiel 90% seines Wärmebedarfs direkt aus seinen
geothermischen Quellen.
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Global durchläuft die Verstromung von tiefer Geothermie zu Anfang des 21. Jahrhunderts
einen Boom. Von den rund 9000 MW elektrischer Leistung, die im Jahr 2005 weltweit
installiert waren, sind im Zeitraum zwischen 2000 und 2005 rund 1000 MW neu
hinzukommen, vor allem in Italien, Indonesien und Mexiko.
Deutschland ist fast vollständig ein Niederenthalpie-Gebiet. Gegenwärtig (Anfang 2010)
erzeugen in Deutschland vier Kraftwerke Strom aus Erdwärme. Zusammen verfügen sie über
eine elektrische Leistung von ca. 7,1 MW, die beiden größten stehen in Unterhaching und
Landau mit jeweils ca. 3 MW Leistung. An verschiedenen Orten mussten
Geothermiekraftwerke zeitweise (Landau) oder dauerhaft (Speyer, Bad Urach, Offenbach an
der Queich) stillgelegt werden. Teilweise sind geothermie-typische Ursachen dafür
verantwortlich, wie etwa im Fall von Landau die Gefahr durch Beben in einem vulkanisch
aktiven Gebiet. Weitere typischen Risiken betreffen das Vorkommen von schwefelhaltigen
Substanzen in vulkanisch aktiven Erdschichten, durch deren Freilegung Schwefelwasserstoff
emittiert werden kann. Dennoch gilt Geothermie nach Meinung von Befürwortern als eine der
Energieressource mit den höchsten möglichen Wachstumsraten in Deutschland in den
nächsten Jahren.
In Deutschland sind Anfang 2010 weitere Anlagen im Bau oder in Planung, da die
Bestimmungen des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes Geothermie in zusätzlichen Regionen
zur Wirtschaftlichkeit verholfen haben. Allerdings dürfen in Deutschland keine Quellen oder
Heilquellen durch geothermische Projekte beeinträchtigt werden.

Geothermie vernetzt gedacht
Strom aus Geothermie kann eine wirkungsvolle Ergänzung des Strommixes darstellen. Das
Potenzial einer wirtschaftlich sinnvollen Nutzung von Geothermie ist dabei immer abhängig
von den geologischen Bedingungen. In Mitteleuropa scheint dieses Potenzial begrenzt zu sein,
an anderen Stellen der Welt könnte die nicht versiegende Quelle Geothermie in ihrer
Bedeutung noch weiter zunehmen.
Physikalisch entsteht Erdwärme aus zwei Quellen, zum einen ist sie Restwärme der
Erdentstehung vor ca. 5 Milliarden Jahren, zum anderen und wohl größeren Teil entsteht sie
aus permanent in der Erdkruste stattfindenden radioaktiven Zerfallsprozessen. Mehr als 99%
der Erdmasse sind wärmer als 1000 Grad Celsius, im innersten Erdkern werden Temperaturen
von 5000-6000 Grad Celsius angenommen.
Geothermiekraftwerke sind nicht nur selbst von Beben bedroht – vulkanische Gebiete eignen
sich eben besonders für die Nutzung von Erdwärme – es ist sogar möglich, dass der Betrieb
von Geothermiekraftwerken selbst die Wahrscheinlichkeit seismischer Vorgänge erhöhen
kann. Nach Prof. Bracke vom Geothermiezentrum der Universität Bochum lösen
Erdwärmekraftwerke tatsächlich Kleinstbeben aus, aber „solche Werte können auch schon
durch den Betrieb einer Straßenbahn erreicht werden.“ Für andere sind die Risiken weniger
klar begrenzbar. 2006 und 2007 gab es in der Umgebung von Basel eine Serie von Erdbeben
bis zur Stärke 3,4, die auf das Baseler Geothermieprojekt zurückgeführt wurden.
Das größte Geothermiekraftwerk der Welt ist „The Geysers“ in den USA. Es leistet stolze 850
Megawatt. Gegenwärtig ist das Kraftwerk stillgelegt, seine Umweltverträglichkeit und das
von ihm ausgehende Risiko starker Erdstöße soll begutachtet werden.
Geothermiekraftwerke in nicht vulkanischen Niederenthalpiegebieten brauchen bis zu ein
Viertel des produzierten Stroms für den eigenen Betrieb.
Verknüpfung zum Spiel
Geothermiekraftwerk, Energetika

Wenn du in den Forschungsstrang "erneuerbare Energien" investierst, dann erforschst du als
erstes die Möglichkeit, Geothermiekraftwerke zu bauen. Ihr Stromertrag ist, anders als in
Wirklichkeit, in allen möglichen Geothermie-Gebieten in Energetika gleich, er liegt bei nur
etwa 100 MW. Damit zählen Geothermiekraftwerke zu den kleinsten in Energetika. Die
Gebiete, in denen du ein Geothermiekraftwerk bauen kannst, zeigt dir die Minimap rechts
oben, gehe dafür auf die Anzeige "Geothermie".
Ein Geothermiekraftwerk emittiert CO2, allerdings nur in geringen Mengen.
Geothermiekraftwerke können durch Erdbeben bedroht werden, die sie sogar selbst in
geringem Umfang mit verursachen können. Dies geschieht jedoch äußerst selten. Zur besseren
Spielbarkeit wurden die Geothermiekraftwerke im Spiel zu größeren Einheiten
zusammengefasst. In Deutschland produziert ein Geothermiekraftwerk nur eine sehr geringe
Leistung von bis zu drei MW, in anderen Ländern - wie eben auch in Energetika - sind
teilweise deutlich höhere Werte gegeben.