Was ist Geothermie?

Das Wort "Geothermie"

In dem Wort „Geothermie“ stecken zwei griechische Wortwurzeln — „geo“, die Erde, „therm“ die Wärme. Verkürzt also „Erdwärme“ oder „Wärme aus der Erde“.

Heute bezeichnet „Geothermie“ je nach Zusammenhang:

- die geowissenschaftliche Untersuchung der Erde bezogen auf die thermische Situation

- die Ingenieurleistung, um an die Erdwärme heranzukommen und sie zu nutzen

- in Formulierungen wie „Fernwärme aus Geothermie“ auch nahezu synonym „Erdwärme“

Woher kommt die Erdwärme?

Folgen wir dem Bayerischen Landesamt für Umwelt LfU: „Im Gegensatz zu Gebieten mit aktivem Vulkanismus wie z.B. in Italien, Island oder Neuseeland muss in Deutschland vergleichsweise tief gebohrt werden, um auf hohe Temperaturen zu stoßen. Auch in weiten Teilen Bayerns nimmt — zumindest in dem Bereich der obersten kontinentalen Kruste, der durch Tiefbohrungen erschlossen werden kann — die Temperatur nur mit durchschnittlich 3°C pro 100 m zu. Diese Temperaturzunahme mit der Tiefe wird als geothermischer Gradient bezeichnet.

Der Hauptanteil der an der Erdoberfläche bereitgestellten Wärme wird vermutlich in der Erdkruste beim Zerfall radioaktiver Elemente gebildet; ein kleinerer Anteil resultiert wahrscheinlich aus Restwärme aus der Entstehungszeit der Erde. Im oberflächennahen Bereich (bis ca. 10 bis 20 m Tiefe) wird der Wärmehaushalt auch durch die Sonneneinstrahlung sowie durch Sicker- und Grundwässer beeinflusst.

Durch das Temperaturgefälle zwischen Erdinnerem und Erdoberfläche wird Erdwärme ständig aus der Tiefe "nachgeliefert". Dieser geothermische Wärmefluss beträgt in Bayern rund 60 bis 80 mW/m². Demgegenüber liegt die Einstrahlung der Sonne auf die Erdoberfläche bei mehr als dem 20.000-fachen des terrestrischen Wärmestroms, der bezogen auf eine Fläche von der Größe eines Fußballfeldes nur dem Energieverbrauch von vier bis sechs 100 W-Glühbirnen entspricht.

Durch die im Untergrund gespeicherte Wärmeenergie stehen für eine geothermische Nutzung jedoch weitaus größere Wärmemengen zur Verfügung, als durch den terrestrischen Wärmefluss bereitgestellt werden. Diese Wärmemengen werden bei der Gewinnung von Erdwärme wie eine Lagerstätte abgebaut; Erdwärme fällt daher unter Bergrecht. Bei sachgerechter Bewirtschaftung ist diese Wärme praktisch unerschöpflich, deshalb zählt Erdwärme zu den "erneuerbaren Energien.“

Die Temperatur steigt unterirdisch also jede 100 Meter um ca. 3 Grad Celsius an. Das macht in drei Kilometern Tiefe schon deutlich über 100 Grad Celsius. Wenn dann auch noch wasserführende Schichten dort unten sind — wie im oberbayerischen Malmkarst — sind das ideale Voraussetzungen, um diese regenerative Energie auch zu nutzen: zum Heizen (und Kühlen), zur Stromerzeugung oder in einer Kraft-Wärme-Kopplung.

„Oberflächennah“ nennt man die Geothermie bis ca. 400 m Tiefe, derzeit bis ca. 5.500 m Tiefe heißt sie „tiefe Geothermie“.