Geothermie

Veröffentlicht am 11. August 2010 von Angela Ruck
Tags: Geothermie

Synonym: Erdwärme
Definition (Homonym): ingenieurtechnische Beschäftigung mit der Erdwärme und ihre Nutzung UND wissenschaftliche Untersuchung der thermischen Situation des Erdkörpers

Die Erdwärme, auch GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom. genannt, ist die Wärme, welche unterhalb der festen Erdoberfläche gespeichert ist. Sie zählt zu den regenerativen Energien und kann direkt zum Heizen oder Kühlen genutzt werden. Es ist aber auch möglich Erdwärme zur Erzeugung von Strom heranzuziehen oder mittels Kraft – Wärme – Kopplung zu nutzen.

Woher stammt die Erdwärme?

Die Erdwärme, deren Nutzung aufgrund ihrer Umweltfreundlichkeit und endlosen Verfügbarkeit immer mehr Anhänger findet, stammt zu rund 30% aus dem heißen Erdkern. Die restlichen 70% entstehen durch den ständigen Zerfall natürlicher radioaktiver Elemente.
Durch die Erdschichten gelangt Energie ständig an die Oberfläche und strahlt bis ins Weltall ab (~ Wärmestromdichte: 0,063 W/m2). Täglich transportiert die Erde viermal mehr Energie an die Erdoberfläche, als der Mensch derzeit verbraucht. Ursache hierfür ist das Temperaturgefälle vom Erdkern zur Erdoberfläche.

Die Geothermiequellen

Es gilt, je tiefer man in das Erdinnere geht, desto wärmer wird es (geothermischer Gradient – Temperaturzunahme mit der Tiefe, errechnet sich aus dem Wärmestrom). In Mitteleuropa beispielsweise steigt die Temperatur um 3 Grad Celsius pro 100m Tiefe. Gebiete, in denen dieser Standard nicht gilt und es erheblich wärmer sein kann, werden als Wärmeanomalien bezeichnet. Man geht davon aus, dass die Temperatur des Erdkerns zwischen 5000 und 6000 Grad Celsius liegt. Diese gespeicherte Wärme ist nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich.

Besonders lukrativ sind hochenthalpe Gebiete, in denen die Temperatur weit über dem Standard liegt. Dort findet man oftmals in nur geringer Tiefe mehrere 100 Grad Celsius. Diese hochenthalpen Lagerstätten sind meist an Vulkanaktivitäten geknüpft.

Bei der Verwendung zur Heizung oder Kühlung, meist mittels Wärmepumpen, spricht man von oberflächennaher GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom. . Dabei wird der Bereich unterhalb der Erdoberfläche bis zu einer Tiefe von etwa 400m herangezogen. Verwendet werden hierfür Erdsonden, Erdkollektoren, Grundwasserbohrungen oder erdberührte Betonbauteile. Es ist aber auch möglich direkt mit Wasser aus dem kühlen Erdreich natürlich zu kühlen, ohne Wärmepumpe. Auch das Eisfreihalten von Brücken o.ä. benötigt lediglich eine Umwälzpumpe.

Hochenthalpie- und Niederenthalpielagerstätten

Hierbei handelt es sich eine Unterscheidung in der tiefen GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom. und folglich sind diese Begriffe häufig im Zusammenhang mit der geothermen Stromgewinnung in Gebrauch. Das Unterscheidungskriterium ist hierbei die Temperatur. Niederenthalpielagerstätten haben eine niedrigere Temperatur als Hochenthalpielagerstätten, welche im Gegensatz sehr hohe Temperaturen haben können. Als Grenze wird meist eine Temperatur von 200 Grad Celsius angegeben. Das besondere an hochenthalpen Lagerstätten ist, dass hier direkt aus dem Wasserdampf über Dampfturbinen elektrische Energie gewonnen werden kann. Das bedeutet, dass der WirkungsgradVerhältnis zwischen Eins und Ertrag (nutzbare zu aufgewendeter Energie). Man unterscheidet - Feuerungswirkungsgrad - Normnutzungsgrad - Jahresnutzungsgrad - Leistungszahl Wirkungsgrad bei Wärmepumpen: punktuell bestimmtes Maß für die tatsächlich aufgewendete Energie. Meist geschieht dies im optimalen Betriebszustand und daher liegt der Wirkungsgrad normalerweise über dem Nutzungsgrad. hier sehr hoch ist. Um den nötigen Dampfdruck zu erhalten, sind aber Temperaturen über 200 Grad Celsius im Untergrund nötig. Die Temperatur bei niederenthalpen Lagerstätten ist hierfür zu gering. Um elektrische Energie zu gewinnen ist der Einsatz bestimmter Techniken nötig. Beispielsweise wird bei den Kalina-Kreisläufen ein Ammoniak – Wasser – Gemisch als Arbeitsmedium herangezogen, um damit überhaupt die vorhandene Wärme verstromen zu können. Neben der Gefahr durch das Arbeitsmedium, ist hier der WirkungsgradVerhältnis zwischen Eins und Ertrag (nutzbare zu aufgewendeter Energie). Man unterscheidet - Feuerungswirkungsgrad - Normnutzungsgrad - Jahresnutzungsgrad - Leistungszahl Wirkungsgrad bei Wärmepumpen: punktuell bestimmtes Maß für die tatsächlich aufgewendete Energie. Meist geschieht dies im optimalen Betriebszustand und daher liegt der Wirkungsgrad normalerweise über dem Nutzungsgrad. sehr gering.

Erdwärme zur Stromerzeugung

Meist wird aus hochenthalpen Lagerstätten Strom gewonnen, da hier der WirkungsgradVerhältnis zwischen Eins und Ertrag (nutzbare zu aufgewendeter Energie). Man unterscheidet - Feuerungswirkungsgrad - Normnutzungsgrad - Jahresnutzungsgrad - Leistungszahl Wirkungsgrad bei Wärmepumpen: punktuell bestimmtes Maß für die tatsächlich aufgewendete Energie. Meist geschieht dies im optimalen Betriebszustand und daher liegt der Wirkungsgrad normalerweise über dem Nutzungsgrad. weitaus höher ist. In Deutschland finden sich in den meisten Fällen jedoch Niederenthalpielagerstätten, weshalb eine derartige Stromerzeugung auch noch in den Anfängen steckt. Hier ist die Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf zu gering. Zwar wird oft mittels Kreisprozessen versucht den Temperaturunterschied zu erhöhen, aber solche Anlagen verbrauchen häufig rund 25% der erzeugten Energie für eigene Zwecke.

Für die Einspeisung von Strom, welcher mittels GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom. erzeugt wurde, erhält man bis zu 0,23€ pro Kilowattstunde. Diese Förderung setzt sich zusammen aus dem Grundpreis und zwei Boni für die Inbetriebnahme einer Anlage bzw. für die Auskopplung von FernwärmeHierbei werden Gebäude zur Versorgung mit Heizung und Warmwasser mit Wärme beliefert. Diese wird in großen Kraftwerken gewonnen und über wärmegedämmtes Rohrsystem transportiert. . Auch das BMU unterstützt mit dem MarktanreizprogrammGesetzlich verankert im Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) Dient der Nutzung von Erneuerbarer Energien bei der Erzeugung von Wärme. Für genaueren Programminhalt siehe Heizungsförderungen > Förderungen des Bundes Anlagen der tiefen GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom. . Damit soll die Nutzung von tiefen GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom. gefördert werden.

Im Gegenzug hat oberflächennahe GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom. mittlerweile aber auch in Deutschland eine große Verbreitung. So ist die Zahl der Wärmepumpenbesitzer in den letzten Jahren stark angestiegen.

Die Risiken

  • Fündigkeitsrisiko (Risiko einer unzureichenden Thermalwasserförderrate oder zu niedrigen Lagerstättentemperatur)
  • Geologische und geotechnische Risiken (Erschütterungen, Senkungen usw.)
  • Wirtschaftliche Risiken
  • Politische Risiken (derzeit noch von Förderungen abhängig)
  • Umweltrisiken

Quellen:

http://www.erdwaerme-heizung.biz/Heizung.html
http://www.GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom. .de/wissenswelt/GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom. /einstieg-in-die-GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom. .html
http://de.wikipedia.org/wiki/GeothermieErdwärme. Gehört zu den regenerativen Energien. Wärme, die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeichert ist. Direkte Nutzung möglich, sowohl zum Heizen bzw. Kühlen als auch zur Gewinnung von elektrischem Strom.