Neuigkeiten: Gemeinde Weingarten (Baden)

Ein schwerwiegendes Problem im öffentlichen Diskurs rund um die Geothermie ist die Tatsache, dass oft Verwirrung bezüglich der verschiedenen Bohrtiefen und damit verbunden eine unzureichende Trennung zwischen oberflächennaher und tiefer Geothermie existiert. Diese beiden Arten der Erdwärmenutzung unterscheiden sich jedoch fundamental.

Bei oberflächennahen Geothermieanlagen handelt es sich häufig um kleine, privat genutzte Systeme. Hierbei sind drei Arten der geothermischen Wärmegewinnung zu unterscheiden.

Erdwärmesonden werden als senkrechte Bohrungen in bis zu 400 m, privat jedoch meist eher 80-100 m Tiefe eingebracht, Flächenkollektoren werden schlangenförmig in geringer Tiefe, meist 1,5 m, aber dafür großflächig unter dem Boden, beispielsweise dem Garten eines Einfamilienhauses, verlegt. Sowohl Sonden als auch Flächenkollektoren sind geschlossene Systeme, in denen eine spezielle Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert. Über den Wärmetauscher einer Wärmepumpe wird dieser Flüssigkeit Wärmeenergie entzogen und auf den Gebäudeheizkreis übertragen.

Dem gegenüber stehen Grundwasserbrunnen, die als offene Systeme Grundwasser abpumpen und es nach dem Wärmeentzug durch einen Wärmetauscher wieder in den Erdboden zurückleiten.

Erdwärme über Sonden und Flächenkollektoren sowie Grundwasserwärme sind mit der Wärmeenergie der Umgebungsluft die vier möglichen Wärmequellen für den Betrieb einer Wärmepumpe. Neben Einzellösungen auf dem privaten Grundstück eignet sich die oberflächennahe Geothermie auch als Wärmequelle für ein Niedertemperatur-Wärmenetz. Mittels Wärmepumpen in den angeschlossenen Haushalten wird die Temperatur des Wassers im Wärmenetz auf das erforderliche Niveau angehoben.

Die zwischengeschaltete Wärmepumpe ist bei der oberflächennahen Geothermie jedoch immer erforderlich, da die Temperaturen so nah an der Erdoberfläche nicht warm genug sind, um eine effektive Gebäudeheizung zu garantieren. Auch die Stromproduktion ist mit oberflächennaher Geothermie nicht möglich, da die Temperaturen von maximal 25°C nicht zum Antrieb einer Turbine ausreichen.

Dies stellt sich bei der tiefen Geothermie anders dar. Dank Temperaturen von über 100°C, wobei das Wasser im Untergrund dank des hohen Drucks noch immer flüssig bleibt, kann durch Verdampfung an der Oberfläche ein Kraftwerk betrieben und Elektrizität generiert werden. Daneben kann die Wärme in Hochtemperaturwärmenetze transferiert werden, die ohne den Einsatz von Wärmepumpen Gebäude beheizen.

Als tiefe Geothermie wird Geothermie ab einer Bohrtiefe von 400 m bezeichnet, in der Praxis werden tiefe Geothermiebohrungen meist in eine Tiefe von 3.000 bis 5.000 m abgesetzt, um optimale Bedingungen für Strom- und Wärmeauskopplung zu erhalten. Hierbei sind drei unterschiedliche Verfahren zu unterscheiden.

Beim hydrothermalen Verfahren wird eine sogenannte Dublette installiert, die aus einer Förderbohrung und einer Injektionsbohrung besteht. Heißes Wasser aus einer wasserführenden Schicht in großer Tiefe wird entnommen, die Wärmeenergie genutzt und das abgekühlte Wasser wird wieder in die ursprüngliche Tiefe zurückgeleitet.

Beim petrothermalen Verfahren, auch Hot-Dry-Rock-Verfahren genannt, existiert keine natürliche wasserführende Schicht. Diese wird durch Einleiten von Wasser unter hohem Druck geschaffen, sodass sich Risse im Gestein bilden. Das künstliche Wasserreservoir wird dann wie beim hydrothermalen Verfahren genutzt.

Die dritte Art der tiefen Geothermienutzung ist die tiefe Erdwärmesonde. Das technische Prinzip entspricht hier dem einer oberflächennahen Erdwärmesonde, anders als bei den anderen beiden tiefen geothermischen Verfahren handelt es sich um ein geschlossenes System, bei dem das heiße Erdreich als Wärmetauscher fungiert.