Geothermie – Energie aus der Erde

Sie gehört zu den mächtigsten Naturgewalten der Erde. So heiß, dass kaum etwas sie aushalten kann. So unberechenbar das sie aus den tiefsten Abgründen des Planeten explodiert. Wissenschaftler wie Rolf Hinrichs träumen schon lange davon sie nutzbar zu machen. Eine bahnbrechende umweltfreundliche Technologie. Sie hat das größte Potenzial der Welt erneuerbare Energie zu liefern. Sollte dies funktionieren, gehören umweltverschmutzende Kraftwerke schon bald der Vergangenheit an.
Überall auf der Erde trotzen Ingenieure den Gewalten der Erde. Über hundert Jahre lang wurde mit den meisten Bohrungen Öl gefördert. Bohrt man jedoch noch ein wenig tiefer, stößt man in rund zwei Kilometern Tiefe auf was noch wertvolleres. Heißes Wasser. Das ist der Kraftstoff einer richtungsweisenden Technologie, die Erdwärme in Elektrizität umwandelt. Sollte sich geothermische Energie als erfolgreich erweisen, könnte sie eine Energierevolution auslösen und unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern. Eine geeignete Stelle im Erdinneren zu finden stellt sich aber nicht so leicht heraus weiß Rolf Hinrichs. Die dazu benötigte Technik ist außerdem sehr teuer.

Wo kommt überhaupt diese Energiequelle genau her?

Tief unter der Erdoberfläche befindet sich der Erdmantel. Dort brodelt Magma, siebende Steine die das Grundwasser erhitzen und somit einen Druck erzeugen. Vergleichbar mit einem Teekessel. Wenn an der Erdoberfläche ein Riss entsteht, ist das Ergebnis ein Ausbruch dieser heißen Flüssigkeiten. Magma in Vulkanen, heißes Wasser in Geysiren. Bohrt man daher ausreichend tief, findet man die notwenigen Bausteine um Strom daraus erzeugen zu können.
Bereits seit 1970 fördern amerikanische Forschungseinrichtungen geothermische Technologien. Ihre Befürworter sehen seitdem eine saubere Energiewunderwaffe. Wenn Sie funktioniert, erzeugt sie Strom aus einer regenerativen Energiequelle. Ohne das schädliche Schmutzstoffe oder Treibhausgase entstehen. Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Technologien, wie der Solartechnologie, welche nicht funktioniert, wenn die Sonne nicht scheint. Oder der Windtechnologie, welche aber auch nicht funktioniert wenn der Wind nicht bläst, liefert geothermische Energie Strom rund um die Uhr. Rolf Hinrichs weiß dennoch das ein Großteil der Bevölkerung diesen leistungsstarken Energielieferanten nicht. Außerdem müssen nicht Hindernisse beseitigt werden, bevor diese Energiequelle alle Anforderungen entspricht.

Besonders vielversprechend sind Bohrplätze in Island.

Island liegt auf einem der exklusivsten Hotspots der Welt. Dem mittelatlantischem Rücken. Ein Grabenbruch, der Magma und Wasser näher an die Oberfläche bringt als an anderen Orten der Welt. Dort lässt sich die Erdwärme leichter erschließen. Das macht Island nun zu einem der grünsten Länder auf dieser Erde. Hier gibt es keine Gas-oder Kohlekraftwerke. Fast die komplette Energie auf Island wird von umweltfreundlichen Wasser oder dem Geothermie Kraftwerk erzeugt. Obwohl die Isländer an einem der kältesten Orten der Welt leben, bezahlen Sie dennoch für Strom weniger als die Menschen, welche in anderen nordischen Ländern leben. Geothermische Energie ist dort bereits preiswert und einfach, da sie direkt an das Geothermie Kraftwerk angeschlossen sind. Dabei ist die geothermische Energie vielfältig nutzbar. Nicht ausschließlich nur zum beheizen der Häuser. Neben Schwimm-und Heilbädern lassen sich damit auch alle anderen Dinge beheizen, die momentan durch Gas oder Öl beheizt werden. Die Nutzung erneuerbarer Energien der Erde, hat Island quasi zum Saudi Arabien geothermischer erneuerbarer Energie gemacht. Aber es gibt auch noch Hürden zu lösen.
  1. Erstens lebt nicht jeder auf der Spitze eines Vulkanes. Wind und Solaranlagen können fast überall aufgestellt werden sagt Rolf Hinrichs. Geothermische Anlagen können nur auf geologischen Hotspots gebaut werden, welche nur an rund zehn Prozent unserer Erde existieren.
  2. Zweitens stellen die Bohrungen für die Ingenieure eine weitere Hürde dar. Auch in Island. Doch genau wie die verwandte Quelle das Öl, ist auch Geothermie nicht unerschöpflich.

 

Ein weiterer heute bekannter Spot ist die San Andreas Verwerfung in Kalifornien. Der durch das heiße Wasser verursachte Dampf, steigt nach der Bohrung an die Oberfläche, wo er durch Rohre an die Kraftwerke weitergeleitet wird. Hier wird in einem komplexen Prozess Primärenergie in Strom umgewandelt. Der Dampf betreibt eine Turbine. Damit treibt die Turbine einen Generator an, der Strom erzeugt, welcher anschließend an die Verbraucher weitergeleitet wird. Wenn der Dampf wieder aus der Turbine austritt, verwandelt er sich wieder in Wasser und wird zu einem Kühlturm geleitet. Der aus dem Kühlturm austretende Wasserdampf ist zu hundert Prozent umweltfreundlich und nicht schädlich.
Um den notwenigen Dampf aus der Erde zu erhalten, werden generell drei Elemente benötigt.

Heiße Steine, Wasser und eine Nähe des Hotspots zur Erdoberfläche

Bohrprobleme, wie zusammenbrechende oder kalte Löcher und hohe Kosten der Gewinnung der Erdwärme, sind die größten Herausforderungen, die sich die Geothermie heute stellen muss. Im Gegensatz zu Öl-oder Gasanlagen, die sich durch kaltes Gestein bohren, sucht die Geothermie nach echtem, harten Gestein, tief im Boden wo sich die Wärme befindet. In diesen Tiefen muss die Bohrausrüstung gegen nahe zu undurchdringliches Gestein, hohen Druck und extreme Temperaturen ankämpfen. Der häufigste Verlust ist daher der Bohrer selbst. An einem typischen Bohrloch können somit Kosten von rund 250.000 Euro alleine für die Erneuerung der Bohrer kalkuliert werden. Es ist nicht nur gefährlich und teuer diese Löcher zu bohren, auch fertige Löcher können gefährlich sein. Tief in den Bohrlöchern befinden sich mehrere explosive Gase, welche in die Luft entschwinden können.

Dies stellt eine potenzielle Gefahr dar. Das gefährlichste Gas ist Schwefelwasserstoff. In großen Mengen eingeatmet tötet es die Sinne ab und man merkt den kommenden Tod nicht.
Doch seit Jahren stellt sich eine wesentliche Frage den Ingenieuren weltweit. Kann die Erdwärme genutzt werden und das nicht nur auf vulkanischen Gebieten sondern überall auf der Erde? Diese Frage wird über die Zukunft der Geothermie entscheiden. Wenn ja könnten überall auf der Welt diese Kraftwerke gebaut werden und es gebe eine saubere und umweltfreundliche Lösung zur Dominanz der Kohlekraftwerken auf dieser Erde.

Erneuerbare Energien sind die Zukunft zur Minderung der Treibhausgase.

Eine derzeitige Alternative zur Bohrung sind die sogenannten Erdwärmekollektoren. Sie werden einige Meter tief, schlangenförmig unter der Erde verlegt. Nachweislich steigt pro hundert Meter Tiefe die Temperatur um rund vier Grad an. Diese Art von Energiegewinnung kann von jedem privaten Haushalt autonom zu den Kraftwerken genutzt werden. Großer Nachteil ist jedoch der Platzbedarf zur Verlegung der Rohre unter der Erde. Um die Wärme aus der Tiefe in die Haushalte zu befördern, bedarf es des weiteren einer Wärmepumpe.

In der im Boden verankerte Wärmesonde fließt ein Wasser-Solemix. Dies entzieht dem Erdwasser die Energie, welche an die Wärmepumpe weiter gefördert wird. Leider weiß Rolf Hinrichs das man das System aber nicht nur zum heizen verwenden kann. Auch die Kühlung lässt dich damit steuern. Zur Wärmegewinnung reichen meist schon tiefen von rund einem Meter aus. Nach dem Einbau des Kollektorsystems sind die Flächen oberhalb voll nutzbar.
Generell bilden heute neben der Wasserkraft und der Windkraft, die Geothermie, also die Erdwärme, die erneuerbare Energien.

Zusammenfassend wissen wir heute, dass Öl und Gas nicht unerschöpflich sind.

Dies führt zu erhöhten Preisen und Versorgungsengpässen. Der Einsatz von Wärmepumpen in den jeweiligen Haushalten, nutzen die Wärmeenergie am Aufstellungsort. Sehr Positiv ist auch das keine Brennstoffe beschafft werden, was Unabhängigkeit und Versorgungssicherheit schafft. Das ist nicht nur gut für das Klima, sondern auch äußerst wirtschaftlich.
Ohne Atomenergie wollen wir bis 2030 nur noch die Hälfte unseres Stromes aus fossilen Energiequellen erzeugen. Zur Absicherung der schwankenden Energieleistungen von Wind und Photovoltaik brauchen wir daher eine Alternative. Ein Geothermie Kraftwerk kann hier die flächendeckende Lösung sein.

Fazit:

Eines ist schon heute sicher. Der Energieverbrauch wird steigen. Wenn wir alles auf Strombetrieb umstellen wollen, wird sich der Bedarf daran erhöhen. Daher wird die gemischte Nutzung, erneuerbare Energien, wie Wasserkraft, Wind- und Sonnenkraft, sowie Biomasse und schlussendlich der Geothermie die Richtung vorgeben. Deutschland deckt derzeit 30 % der Stromerzeugung bereits mit erneuerbaren Energiequellen ab. Solar-und Windenergie trägt hierbei einen großen Anteil bei. Das Potenzial für die Nutzung von 100 % erneuerbarer Energie ist somit in Deutschland dar.

Die dazu benötigte Technik wird stets verbessert und wird somit auch preislich attraktiver. Dies ist der Weg den wir zur Energiewende brauchen. Die Nutzung der Geothermie, in Deutschland, steht derzeit noch auf wackligen Beinen. Verschiedene Projekte in der Republik kommen nicht wirklich voran. Die Potenziale der Geothermie in Deutschland sind jedoch riesig. Vereinzelte Regionen in Bayern z.B. werden bereits heute durch ein geothermisches Heizkraftwerk mit Strom versorgt. Bis es jedoch deutschlandweit so ist dürften noch ein paar Jahre vergehen.