21.08.2002 · Hitze aus dem Erdkern verpufft jeden Tag ins All - ein Vielfaches des weltweiten Energiebedarfs. Der Mensch versucht, sich diese Wärme nutzbar zu machen.
© FAZ.NET
Kurzübersicht Erdwärme
Erdwärme oder Geothermie ist die Wärme, die aus den flüssigen Gesteinsmassen im Erdinneren nach oben dringt. Dabei werden sowohl Gesteins- und Erdmassen erwärmt als auch unterirdisches Wasser. Geysire und heiße Quellen sind die offensichtlichsten Auswirkungen der Erdwärme. Durchschnittlich nimmt die Temperatur pro 100 Meter Tiefe um drei Grad Celsius zu. Aus den Tiefen des Planeten steigt täglich ein Vielfaches des weltweiten Energiebedarfs auf und verschwindet im Weltraum. Der größte Teil dieser Wärme stammt aus dem radioaktiven Zerfall von Elementen im Erdmantel.
Um die Wärme aus dem Erdmantel herauszubekommen, ist ein Transportmittel nötig - egal, ob sie Strom oder nutzbare Wärme erzeugen soll. Das Transportmittel der Wahl ist Wasserdampf oder heißes Wasser. Es kann entweder bereits im Untergrund vorhanden sein oder wird hinuntergepumpt. Wo es natürlich vorhandenes warmes Wasser gibt, heißt das hydrothermale Erdwärme. Die Regionen, in denen es solche Voraussetzungen gibt, brauchen bestimmte geologische Gegebenheiten. Dort, wo Wasser relativ nahe der Oberfläche warm ist - wie im süddeutschen Molassebecken, im Oberrheingraben oder in Teilen der norddeutschen Tiefebene - wird es an die Oberfläche gehoben und gibt dort seine Wärme ab. Anschließend wird es wieder in die Tiefe gebracht. Das Hot-Dry-Rock-Verfahren entzieht heißen Gesteinsschichten mit hineingepumptem Wasser Wärme. Nach der Bohrung wird Wasser in die Tiefe gepumpt, dass die Wärme aus dem Boden bringen soll.
Nicht mit Wasser sondern mit einem geschlossenen System mit unterschiedlichen Drucken arbeiten Wärmepumpen. Sie transportieren Wärme mithilfe von einem Ort - zum Beispiel warmem oberflächennahen Erdreich - zum anderen - beispielsweise in ein Haus. Ein Anwendungsbeispiel für Wärmepumpen ist der Prozess, im Winter, in dem der Erdboden normalerweise nicht unter fünf Grad Celsius sinkt, Wärme zu erzeugen. Mit Erdwärmesonden wird nach dem Prinzip der Wärmepumpe aus tiefen Bohrungen Wärme geholt.
Hohe Investitionskosten für Bohrungen
Die Investitionskosten für Energie aus hydrothermaler Erdwärme liegen derzeit bei 1.000 und 1.500 Mark pro Kilowattstunde bei einer Leistung von 3 und 30 Megawatt. Je nach Temperaturniveau und Ergiebigkeit der Quelle liegen die Kosten für Wärme bei 2 bis 4 Cent pro Kilowattstunde. Für industrielle Abnehmer kann der Preis unter 2 Cent sinken. Die Kosten für eine Bohrung im Hot-Dry-Rock Verfahren liegen bei acht Millionen Mark. Das lässt für die noch nicht weit Technik verbreitete Investitionskosten von 2.600-3.100 Euro pro Kilowatt schätzen. Strom aus dieser Quelle kostet damit etwa 8-10Cent pro Kilowattstunde.
Elektrisch betriebene Wärmepumpen kosten 500 bis 1.000 Euro pro Kilowatt Heizleistung. Dazu kommen Erdarbeiten und Umbauten. Typischerweise liegen die Investitionskosten für ein Einfamilienhaus bei 8.000 bis 16.000 Euro. Die spezifischen Kosten für eine Kilowattstunde Wärme liegen danach bei 7 bis 10 Cent. Erdwärmesonden kosten wegen der hohen Investitionen in die Bohrungen derzeit noch sehr viel, die Kosten für Strom aus Geothermie liegen bei diesem Verfahren bei 8 und 11 Cent pro Kilowattstunde für Raumwärme und Gebäudeheizung und bei 4 bis 5 Cent für industrielle Prozesswärme.
Erdwärme gibt es überall
Erdwärme lässt sich quasi überall nutzen. Allein für hydrothermale Nutzung liegen bevorzugte Regionen im norddeutschen Tiefland, im Oberrheingraben und im Alpenvorland, wo das Wasser nahe an der Oberfläche liegt.
Wärmepumpen erzeugen nach derzeitigen Schätzungen jährlich 14 bis 16 Prozent des deutschen Bedarfs an Raumwärme und Warmwasser. 2000 waren 48.000 Anlagen installiert, die Zahl nimmt wegen der hohen Kosten und der nicht fertig ausgereiften Technik im Moment aber ab. Hydrothermale Erdwärme wird in Deutschland schon lange genutzt. 1999 gab es 24 Anlagen mit insgesamt 50 Megawatt Leistung, in den nächsten Jahren sollen sie auf bis zu 150 Megawatt ausgebaut werden. Mit Wärme aus heißem Gestein könnten mit 20 bis 50 Megawatt etwa 30 Prozent des Stromverbrauchs gedeckt werden.
