Wie funktioniert Geothermie-Fernwärme und warum ist sie eine umweltfreundliche Option zur Beheizung von Gebäuden? In diesem Artikel erfahren Sie, wie die Wärme aus der Erdkruste gewonnen wird und welche Vorteile diese Technologie im Vergleich zu herkömmlichen Heizmethoden bietet.
Geothermie nutzt die in der Erdkruste gespeicherte Wärme für eine nachhaltige Wärmeversorgung. Sie kann sowohl zur Heizwärme als auch zur Stromerzeugung eingesetzt werden.
Es gibt zwei Hauptarten der Geothermie: tiefe und oberflächennahe Geothermie. Beide bieten unterschiedliche Vorteile und Einsatzmöglichkeiten. Die tiefe Geothermie liefert hohe Temperaturen und hohe Energieausbeute.
Geothermie hat das Potenzial, fossile Brennstoffe bis 2045 zu ersetzen und erheblich zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen beizutragen. Dies macht sie zu einem Schlüssel für die Wärmewende in Deutschland.
Geothermie bezieht sich auf die Wärmeenergie, die in der Erdkruste gespeichert ist, und deren Nutzung zur Wärmeversorgung. Diese erneuerbare Energie wird aus heißem Thermalwasser gewonnen, das durch Bohrungen an die Oberfläche gefördert und durch Wärmetauscher geleitet wird. Das Konzept mag einfach erscheinen, doch die dahinterstehende Technologie ist hochentwickelt und erlaubt es uns, die in der Erde gespeicherte Energie effizient zu nutzen.
Die Temperatur in der Erdkruste steigt durchschnittlich um 3 Kelvin pro 100 Meter Tiefe. Das bedeutet, dass in größeren Tiefen sehr hohe Temperaturen erreicht werden können, die zur Beheizung von Gebäuden oder zur Stromerzeugung dienen können. Ein großer Vorteil der Geothermie ist ihre Unabhängigkeit von Wetterbedingungen, wodurch sie das ganze Jahr über zuverlässig genutzt werden kann.
Das geförderte Thermalwasser wird durch Wärmetauscher geleitet, um die Wärmeenergie zu extrahieren, bevor es wieder in den Untergrund zurückgeführt wird. Diese Wärme wird dann als Fernwärme an Haushalte weitergeleitet und sorgt für Heizwärme und Warmwasser. Durch diesen Prozess wird eine nachhaltige und konstante Wärmeversorgung gewährleistet, die sowohl umweltfreundlich als auch effizient ist.
Es gibt zwei Hauptarten der Geothermie: tiefe Geothermie und oberflächennahe Geothermie. Beide Formen bieten nachhaltige Energiequellen, unterscheiden sich jedoch in ihrer Anwendung und ihrem Potenzial. Die tiefe Geothermie nutzt Erdwärme aus großen Tiefen und wird hauptsächlich zur Heizwärme- und Stromerzeugung eingesetzt. Oberflächennahe Geothermie hingegen gewinnt Wärme aus Tiefen bis 400 Meter und verwendet Wärmepumpen zur Temperaturerhöhung.
Tiefe Geothermie hat das Potenzial für eine hohe Energieausbeute und erfordert nur wenige technische Anlagen, hauptsächlich Bohrlöcher. Oberflächennahe Geothermie ist einfacher und kostengünstiger zu implementieren und bietet eine nachhaltige Möglichkeit zur Wärme- und Kälteversorgung in städtischen Gebieten.
Beide Formen der Geothermie tragen zur Energiewende bei, indem sie eine zuverlässige und umweltfreundliche Wärmequelle darstellen. Die Wahl der geeigneten Geothermieart hängt von den spezifischen Anforderungen und Gegebenheiten der jeweiligen Quelle ab.
Bei der tiefen Geothermie werden Bohrungen bis zu fünf Kilometer tief durchgeführt, um Wärmereservoire zu erschließen. Diese Methode ermöglicht die Nutzung hoher Temperaturen aus der Tiefe, was zur Effizienzsteigerung von Fernwärmesystemen beiträgt. Das heiße Wasser aus den tiefen Gesteinsschichten wird durch Gesteinsschichten geleitet und erreicht dabei Temperaturen von bis zu 100 Grad Celsius.
Ein Geothermiekraftwerk kann sowohl Wärme als auch Strom erzeugen, wenn das Temperaturniveau ausreichend hoch ist. Diese doppelte Nutzung macht tiefe Geothermie besonders attraktiv für große Fernwärmenetze, da sie eine kontinuierliche und zuverlässige Energiequelle darstellt.
Die Nutzung von tiefer Geothermie erfordert nur wenige technische Anlagen, was sie zu einer kosteneffizienten Option für die Wärmeversorgung macht. Durch die hohen Temperaturen und die große Ergiebigkeit der Bohrungen kann eine signifikante Menge an Heizwärme und Warmwasser bereitgestellt werden.
Oberflächennahe Geothermie nutzt Wärme aus Tiefen bis 400 Meter, insbesondere durch die Verwendung von Wärmepumpen zur Temperaturerhöhung. Diese Methode ist besonders geeignet für die Wärme- und Kälteversorgung in städtischen Gebieten, da sie nachhaltig und effizient ist.
Die Stadtwerke München nutzen beispielsweise Grundwasser aus U-Bahn-Schächten zur Bereitstellung von Fernkälte. Eine neue Geothermieanlage an der Balanstraße wird sowohl zur Wärme- als auch zur Kühlung von Bürogebäuden dienen. Diese Beispiele zeigen, wie vielseitig und anpassungsfähig oberflächennahe Geothermie in städtischen Umgebungen eingesetzt werden kann.
Durch die Nutzung von Wärmepumpen kann die Temperatur des Thermalwassers erhöht werden, um es für die Heizwärme und Warmwasserbereitung in Wohngebäuden nutzbar zu machen. Dies macht oberflächennahe Geothermie zu einer wichtigen Komponente der städtischen Wärmeversorgung und der Energiewende.
Die Stadtwerke München betreiben insgesamt sechs Geothermieanlagen in der Region, darunter die größte in Sendling. Diese Anlagen tragen erheblich zur Wärmeversorgung der Stadt bei und sind ein wichtiger Bestandteil der nachhaltigen Energieinfrastruktur Münchens.
Ein bemerkenswertes Beispiel ist die Geothermieanlage Freiham. Seit 2016 liefert sie CO2-neutrale Fernwärme für den Münchner Westen. Solche Projekte zeigen das Potenzial der Geothermie, einen signifikanten Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen zu leisten und die Wärmewende voranzutreiben.
Aktuell stammen etwa 9 % der regenerativ erzeugten Wärme in Deutschland aus geothermischen Quellen, was im Jahr 2023 rund 26 Terawattstunden an Wärme entspricht. Diese Zahl verdeutlicht die wachsende Bedeutung der Geothermie für die Energieversorgung und die Rolle, die München dabei spielt.
Die Nutzung von Erdwärme hat einen minimalen ökologischen Fußabdruck, insbesondere bei der direkten Nutzung zur Beheizung von Gebäuden. Geothermie reduziert den CO2-Ausstoß signifikant, da sie im Vergleich zu fossilen Brennstoffen nur sehr geringe Mengen an Treibhausgasen freisetzt. Das macht sie zu einer idealen Lösung für eine umweltfreundliche Wärmeversorgung.
Durch die Nutzung der Geothermie können jährlich bis zu 35 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden. Diese enorme Einsparung zeigt, wie wichtig Geothermie für die Reduzierung der Treibhausgasemissionen ist.
Die konstant verfügbare Erdwärme ist unabhängig von Wetter oder Tageszeit, was sie zu einer zuverlässigen Energiequelle macht. Das Thermalwasser in einem Geothermieprojekt kann Temperaturen von über 100 Grad Celsius erreichen, was es besonders geeignet für die Fernwärmeversorgung macht.
Die Bohrungen für Geothermie können eine Ergiebigkeit von bis zu 100 Litern pro Sekunde erreichen, was eine signifikante Wärmeversorgung ermöglicht.
Für die Bohrungen in der Geothermie werden Tiefen von bis zu 70 Metern genutzt. Das Wasser in Fernwärme-Heizungen wird durch Wärmepumpen auf 82 Grad erhitzt. Diese Wärmepumpen liefern höhere Vorlauftemperaturen und benötigen weniger Strom, was die Effizienz steigert.
Das Münchner Fernwärmenetz erstreckt sich über etwa 900 Kilometer und wird kontinuierlich erweitert, um die Geothermie besser zu integrieren. Die Umstellung bestehender Wärmenetze auf erneuerbare Energien wird durch die Bundesförderung für effiziente Wärmenetze unterstützt. Diese Förderung ist entscheidend, um die Nutzung von Geothermie in städtischen Wärmeversorgungssystemen zu fördern.
Die Rückführung des Thermalwassers ist ein zentraler Bestandteil der Geothermie-Anlagen, um die Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit der Systeme zu gewährleisten.
Die Wärmewende in Deutschland kann erheblich von der Nutzung von Geothermie profitieren, da sie eine Schlüsseltechnologie zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen darstellt. Geplante Geothermieprojekte sind entscheidend, um die Klimaziele zu erreichen und den Übergang zu erneuerbaren Energiequellen zu unterstützen.
Geothermie soll bis 2045 fossile Brennstoffe für Heizung und Warmwasser ersetzen, was wesentlich zu umweltfreundlichen Heizlösungen beiträgt. Innovative geothermische Technologien werden eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit in Wärmesystemen spielen.
Bis 2030 ist das Ziel, 10 TWh/Jahr aus tiefer Geothermie zu erzeugen, was die Notwendigkeit für technologische Fortschritte unterstreicht. Herausforderungen wie kommunale Vorbehalte können die Umsetzung von Geothermieprojekten behindern, obwohl sie zur Energiewende beitragen könnten.
Die wirtschaftlichen Vorteile der Geothermie sind vielfältig. Hier sind einige der wichtigsten Punkte:
Die Betriebskosten sind deutlich niedriger, was zu günstigeren Preisen für die Verbraucher führt.
Ein Beispiel ist das Geothermie-Projekt der Stadtwerke Schwerin, für das 20,5 Millionen Euro ausgegeben wurden.
Ursprünglich war vorgesehen, dass die Investitionen für das Geothermie-Kraftwerk sich über 20 Jahre amortisieren.
Dieses Finanzierungsmodell sollte über den langfristigen Betrieb hinweg greifen. Diese Aspekte zeigen, wie Geothermie nicht nur umweltfreundlich, sondern auch wirtschaftlich vorteilhaft sein kann.
Die langfristigen finanziellen Vorteile der Geothermie machen sie zu einer attraktiven Option für die Wärmeversorgung. Geothermie bietet auch wirtschaftliche Stabilität, da die Energiequelle nicht von globalen Marktpreisschwankungen betroffen ist. Dies sorgt für planbare und stabile Energiekosten für die Verbraucher und trägt zur wirtschaftlichen Sicherheit bei.
Die Nutzung von Geothermie führt zu langfristigem Erfolg, da geothermische Anlagen oft über 20 Jahre genutzt werden können. Ein Geothermieprojekt in Ried plant den Ausbau von bis zu 35 Trassenkilometern für die Fernwärmeleitung. Diese Erweiterungen zeigen das Potenzial der Geothermie, einen wesentlichen Beitrag zur Wärmeversorgung zu leisten.
Der Fortschritt der tiefen Geothermie hängt davon ab, entscheidende Faktoren zu identifizieren, die ihre Entwicklung aus der Perspektive der Branche beschleunigen können. Technologische Innovationen und staatliche Unterstützung werden dabei entscheidend sein, um die Nutzung der Geothermie weiter auszubauen.
In Zukunft wird Geothermie eine zentrale Rolle in der nachhaltigen Energieversorgung spielen. Durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung können die Effizienz und der Einsatzbereich dieser Technologie weiter verbessert werden.
Insgesamt zeigt sich, dass Geothermie eine vielversprechende und nachhaltige Lösung für die Wärmeversorgung ist. Die verschiedenen Arten der Geothermie, ihre technischen Umsetzungen und die zahlreichen Vorteile machen sie zu einer Schlüsseltechnologie für die Wärmewende.
Mit fortschreitender Technologie und zunehmender Unterstützung durch öffentliche Förderungen wird Geothermie eine immer wichtigere Rolle in der Energieversorgung spielen. Die Zukunft der Geothermie ist vielversprechend, und sie wird einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Schaffung einer nachhaltigen Energieinfrastruktur leisten.
Geothermie ist die Nutzung der in der Erdkruste gespeicherten Wärmeenergie für die Wärmeversorgung. Sie bietet eine nachhaltige Methode zur Energiegewinnung.
Tiefe Geothermie nutzt Bohrungen von bis zu fünf Kilometern Tiefe, um Zugang zu heißen Wasservorräten zu erhalten. Diese werden dann für Heizwärme und Stromerzeugung verwendet. Damit ist sie eine nachhaltige Energiequelle.
Geothermie bietet signifikante Vorteile gegenüber fossilen Brennstoffen, da sie den CO2-Ausstoß deutlich reduziert, einen minimalen ökologischen Fußabdruck hat und eine zuverlässige, wetterunabhängige Energiequelle darstellt.
Geothermie wird in München durch mehrere Anlagen zur Fernwärmeversorgung genutzt, die von den Stadtwerken München betrieben werden, insbesondere in Sendling und Freiham. Dies trägt wesentlich zur nachhaltigen Energieversorgung der Stadt bei.
Geothermie ermöglicht niedrigere Betriebskosten und stabile Energiepreise, was zu langfristigen finanziellen Vorteilen führt und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduziert.
