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Geothermie

Energie aus der Tiefe

Strom aus Erdwärme ist zuverlässig verfügbar – hat aber ein schlechtes Image.

Energie aus der Tiefe Energie aus der Tiefe
ENERGLOBE.DE, Denny Rosenthal

Bislang wird mit Geothermie-Kraftwerken nur Wärme erzeugt, doch das Potenzial für die Stromerzeugung ist riesig. Die Energie ist konstant verfügbar und bietet somit einen Ausgleich für ein schwankendes Ökostromangebot aus Sonne und Wind. Doch die negativen Schlagzeilen über Erdbeben bei Kraftwerken haben die Öffentlichkeit erschreckt. Diese Gefährdung könnte jedoch minimiert werden, meinen Forscher.

Das Bundesumweltministerium schätzt, dass Erdwärme langfristig ein Viertel vom deutschen Strommix ausmachen könnte. Denn in unserem Planeten steckt viel Energie: 99 Prozent der Erde strahlen heißer als 1.000 Grad Celsius und geben dabei zweieinhalb Mal mehr Energie ab als die Menschen verbrauchen. Erdwärme ist Energie, „die ständig und zuverlässig vorhanden und damit witterungsunabhängig und grundlastfähig ist“, so Hans-Peter Villis, EnBW-Vorstandschef, bei der Einweihung einer geothermischen Pilotanlage im baden-württembergischen Bruchsal vor einem Jahr. Das Kraftwerk mit 550 Kilowatt Leistung versorgt rund 1.200 Haushalte in der Region mit Strom.

Grundlastfähige Energie

Ein großes Manko der Erneuerbaren Energien sind die Schwankungen von Wind und Sonnenschein. Das ist bei Erdwärme anders: „Der Vorteil ist in der Tat die ständige Verfügbarkeit von Geothermie“, bestätigt Professorin Claudia Kemfert, Umweltökonomin am Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung. Die heiße Erde verwandelt kaltes in die Tiefe gepresstes Wasser in Wasserdampf, sodass der Dampf wieder aufsteigt und Tubinen antreibt, die Strom erzeugen.

Bei der Erdwärme gibt es momentan zwei gegenläufige Entwicklungen, sagt der Präsident des Bundesverbandes Geothermie, Hartmut Gaßner. Einerseits ließen sich Fortschritte bei den Kraftwerken verzeichnen, wie sie die Branche prognostizierte. „Andererseits haben die seismischen Beben bei den Kraftwerksprojekten von Basel oder Landau zur Verunsicherung in der Bevölkerung geführt“, so Gaßner. Das Wasser wird mit hohem Druck in die Erde gepresst. Genau dabei kam es bei einigen Projekten in der Vergangenheit zu Erschütterungen oder Erdbeben.

Gefährdung geringer als berichtet

„Die in letzter Zeit diskutierte Gefährdung der Allgemeinheit durch Injektionen unter hohem Druck wird in der öffentlichen Wahrnehmung häufig übertrieben dargestellt“, urteilt Professor Thomas Kohl, Geothermie-Experte am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Bei dem Projekt in Basel sei Wasser mit 300 bar verpresst wurden, obwohl es sich um eines der höchst gefährdeten Gebiete für Erdbeben in Europa handelt. Bei der Bohrung in Soultz-sous-Forêts bei Karlsruhe sei man dagegen sehr viel moderater vorgegangen. „Allgemein wird man aber eine spürbare Seismizität bei Erschließung und Betrieb der Anlagen nicht vollständig ausschließen können“, fügt Kohl hinzu. Trotz der Probleme des Basler Geothermieprojektes werden in der Schweiz neue Vorhaben geplant: Erst Ende November 2010 wurde ein Projekt in St. Gallen durch eine Abstimmung mit über 80 Prozent Zustimmung in der Bevölkerung bewilligt.

Bislang ist Strom aus Erdwärme trotz des Erneuerbaren-Energie-Gesetzes (EEG) selten rentabel; die Vergütung beträgt aktuell 16 Cent pro Kilowattstunde. Jedoch werde Geothermie im Zeitverlauf immer wirtschaftlicher, prophezeit die Ökonomin Kemfert. Weltweit kommen Erdwärmekraftwerke derzeit auf elf Gigawatt elektrische Leistung. Bei der Stromerzeugung befindet sich Deutschland noch unter ferner liefen, heißt es beim Verband für Geothermie. Die ersten drei in Deutschland ans Netz gebrachten Anlagen besitzen sieben Megawatt und „zeigen die technische Machbarkeit dieser Form der Stromerzeugung“, schreibt der Forschungsverbund Erneuerbare Energien in seinen Empfehlungen zum Energieforschungskonzept der Bundesregierung. Es seien jedoch weitere Pilotanlagen erforderlich.

Erstes petrothermales Kraftwerk

Derzeit gibt es in Deutschland nur eine Hand voll geothermischer Kraftwerke, die Strom erzeugen. Es wird dabei zwischen hydrothermalen und petrothermalen Konzepten unterschieden, wobei erstere meist für die Erzeugung von Wärmeenergie eingesetzt werden. In dem Gestein eines petrothermalen Systems herrschen dagegen höhere Temperaturen. Beide Verfahren benötigen in der Regel mindestens eine Injektions- und eine Produktionsbohrung. „Dagegen liegen die petrothermalen Systeme im tieferen kristallinen Grundgebirge und besitzen daher das größere Nutzungspotenzial für die Stromerzeugung“, so KIT-Experte Kohl. Die Anlage in Soultz ist das erste petrothermale Kraftwerk.

Die größte Ungewissheit bei Geothermiebohrungen liegt jedoch nicht bei den hohen technischen Anforderungen, sondern in der Beschaffenheit des tiefen Untergrunds. „Dies bezieht sich in erster Linie auf notwendige hydraulische Bedingungen, um 50 Liter pro Sekunde mit geringem Energieaufwand durch zerklüfteten Fels zirkulieren zu können“, so Kohl. Eine hundertprozentige Vorhersage für wasserführende Strukturen sei nicht möglich. Eine Stromerzeugung in Mitteleuropa erfordere Reservoirtemperaturen von über 120 Grad Celsius und damit Bohrtiefen von über drei Kilometern.

10 Millionen Euro für eine Bohrung

Der Anstieg der Erdwärme beträgt etwa drei Grad Celsius pro hundert Meter, kann aber lokal stark variieren. Aus geologischen Gründen wird Energie aus Erdwärme eher in Süddeutschland gewonnen – im Norden müssten andere Schichten erschlossen werden. Und das lässt die Kosten schnell steigen: Eine 5.000-Meter-Bohrung liegt bei rund zehn Millionen Euro.

Die Bundesregierung plant, bis 2020 die Stromerzeugung aus Geothermie auf ein Gigawatt, also 1.000 Megawatt, zu erhöhen. Dieses Ziel hätte eigentlich schon in diesem Jahr erreicht werden sollen – doch die Erdwärme wurde einige Jahre auf Eis gelegt. Über 15 Jahre ruhte auch die EnBW-Anlage in Bruchsal, bis sie durch das EEG im Jahr 2000 wiederbelebt und weitergebaut wurde. Claudia Kemfert schaut noch etwas ferner in die Zukunft und weist auf ein weiteres Potenzial des Energieträgers hin: „Erdwärme ist auch für die Speicherung von Energie interessant.“

Weitere Informationen:

Publikationen von Thomas Kohl zum Thema Geothermie: www.agw.kit.edu

Bundesverband für Geothermie: www.geothermie.de

Artikel „Genügend Energie für alle“ aus der Welt am Sonntag: www.welt.de

»DIE KRISE DER IDEE VON EINER WELTORDNUNG

(IST) DAS ULTIMATIVE INTERNATIONALE

PROBLEM VON HEUTE«

Henry Kissinger,„World Order”, August 2014