3 überzeugende Gründe für Tiefen-Geothermie

1. Tiefen-Geothermie bedeutet, Wasser mit mehr als 60 und über 120°C aus tiefen Gesteinsformationen zur Strom- und/oder Wärmeerzeugung zu nutzen. Tiefes, hochtemperiertes Wasser wird dabei direkt aus dem Gesteinsreservoir entnommen und im geschlossenen Kreislauf wieder zurückgeführt. Bei unzureichender Wasserhöffigkeit wird mittels Hot-Dry-Rock – Verfahren das heiße Gestein mit Wasser zum Wärmetausch beaufschlagt und dem Nutzungskreislauf zugeführt (petrothermales System).

2. Tiefen-Geothermie ist ökonomisch. Sie rechnet sich. Trotz höherer Anfangsinvestitionen ist das kostenfreie vorhandene Wärmepotential in der Tiefe schier unerschöpflich. Diese Form der Energiegewinnung ist grundlastfähig. Sie steht das ganze Jahr über, Tag und Nacht zur Verfügung. Diese Form der Energiegewinnung ist dezentral (regional) einsetzbar und kann jederzeit im Baukastensystem erweitert werden (u. a. auch in Kombination als Energiespeichersystem).

3. Tiefen-Geothermie ist vor allem ökologisch. Es entstehen bei der Energiegewinnung keine CO2-Emissionen, die zusätzlich das globale Klima belasten. Ebenso werden die Ökosysteme nicht durch Windkraftparks und Solarfelder beeinträchtigt.

Tiefen- Geothermie zur Stromerzeugung

Strom ist die Grundlage und Quelle unserer modernen Zivilisation
Die Menschheit ist hungrig nach Strom. Weltweit wird zur Erzeugung elektrischer Energie zu über 80 % Kohle, Erdgas und Erdöl eingesetzt, und immer noch steigt die Nutzung fossiler Energieträger. Die seit ca. 150 Jahren menschengemachten Kohlendioxidemissionen verstärken den Treibhauseffekt auf der Erde. Wo bisher Menschen, Pflanzen und Tiere leben konnten, wird es in Zukunft nur noch begrenzte Lebensräume geben. Die Artenvielfalt nimmt rapide ab, immer mehr Ökosysteme auf dem Land als auch im Wasser werden durch den Klimawandel stark beeinträchtigt oder zerstört.
Deshalb brauchen wir – braucht die Menschheit – Alternativen, um ausreichend Strom – ohne zusätzliche CO2-Emission zu erzeugen.

Strom und Wärme tief aus der Erde – eine effektive Kombination
Seit Entstehung der Erde vor ca. 4,5 Milliarden Jahren gibt es im Erdinneren sehr hohe Temperaturen, die vergleichbar sind mit denen auf der Sonnenoberfläche.
Diese hohen Wärmemengen stehen der Menschheit kostenlos und ohne Verbrennung fossiler Rohstoffe zur Verfügung. Es muss keine zusätzliche Energie aufgebracht werden, um Heißwasser(-dampf) mit Temperaturen von über 120° C zur Stromgewinnung zu nutzen.
Die im Erdinneren gespeicherte und generierte Wärmeenergie allein reicht aus, um für weitere zig Millionen Jahre die gesamte Menschheit mit elektrischem Strom und Wärme zu versorgen.

Sauberer und effektiver geht es zurzeit nicht
Um Strom und Wärme mittels tiefer Erdwärme zu erzeugen bzw. zu gewinnen, werden Bohrungen in Gesteinsschichten der oberen Erdkruste abgeteuft, wo ausreichend hohe Temperaturen vorhanden sind. Der Heißwasserdampf wird dann direkt zur Stromerzeugung verwendet. Überschüssiges heißes Wasser steht zur Wärmegewinnung mittels Wärmetauscher zur Verfügung und wird in die Bohrungen wieder zurückgeführt.
Um ausreichend Heißwasser für die direkte Strom- und Wärmeerzeugung auch langzeitlich aus einer erschlossenen Lokation zur Verfügung zu haben, werden dazu geologisch – geophysikalische Erkundungen und -modellierungen durchgeführt.

Woher kommt das heiße Wasser und steht es für lange Zeiträume zur Stromerzeugung- und Wärmegewinnung zur Verfügung?
Im Erdinneren werden Temperaturen von mehreren tausend Grad Celsius generiert.  Dies geschieht durch den natürlichen radioaktiven Isotopenzerfall im Erdkern und im Erdmantel. Die in den tiefen Gesteinsschichten der Erdkruste eingelagerten Tiefenwässer werden erhitzt und steigen auf. Das geschieht insbesondere auf wasserwegsamen Tiefenstörungen, Klüften und Gesteinsschichten. Das Potential derartiger Wasserspeicherräume ist immens. Die Generierung der Tiefenwässer in solchen Bereichen ist noch nicht vollständig erforscht.
Das älteste Geothermie-Kraftwerk der Welt befindet sich in der Toscana. 1913 lieferte es erstmals Strom an die öffentlichen Netze der Umgebung. Auf Island wird bereits mittels Geothermie der gesamte Strom- und Wärmebedarf der Bevölkerung gedeckt.
Auch in Deutschland steht uns diese Strom- und Wärmequelle in weitaus größerem Umfang zur Verfügung. Leider wird in der Öffentlichkeit darüber kaum berichtet. Bereits vor über 20 Jahren ergaben vorsichtige Schätzungen, dass das tiefengeothermische Potential Deutschlands allein in der Lage ist, mehr Strom und Wärme zur Verfügung zu stellen als Solar-, Wind-, und Wasserkraft zusammen. Mehr als 30 Prozent des gegenwärtigen und zukünftigen Strom- und Wärmeverbrauchs kann durch Tiefen-Geothermie gedeckt werden.

Sicherheit und Risiken der Tiefengeothermie
Tiefbohrungen von 2000 m bis 6000 m sind keine alltäglichen Projektvorhaben, sowohl global als auch in Deutschland. Bei technisch fachgerechter Planung, Bohrausführung, Sicherung und anschließender langjähriger Nutzung der erschlossenen Tiefenreservoire können Beeinträchtigungen sowohl auf die Umwelt (Grundwasserverunreinigung) und die Boden- und Felsmechanik ausgeschlossen und das Erschließungsrisiko minimiert werden. Das gewährleisten in erster Linie projekterfahrene Serviceunternehmen aus dem In- und Ausland. Misserfolge, die es dabei in der Vergangenheit gab, sind auf fachliche Unkenntnis während der Bohrung und durch Überbeanspruchung vorhandener Reservoire in der Nutzungsphase zurückzuführen.

Abb. 1: Untergrundmodell mit Dublette und höffigem Horizont

Abb. 2: Schema der Komplettierung (Verrohrung) einer Tiefbohrung. Grundwasserleitende Horizonte werden aufgrund des Bohrlochausbaus immer nach dem Multibarriereprinzip vom offenen Bohrloch vollständig abgeschottet und gesichert.

Leistungen von AKVO für die Tiefen-Geothermie

– Energie- und Wärmeversorgungskonzepte, kommunale Wärmeplanungen mit Wirtschaftlichkeitsprüfung (mit Partnern)
– Machbarkeitsstudien inkl. Geologischer Modelle und hydrothermaler Modelle
– Planung und Vorbereitung und Begleitung bergrechtlicher Verfahren (mit Partnern)
– Projektleitung und Bauüberwachung Tiefbohrungen

Abb. 3: Warzenmeißel