Geothermie

Gliederung

1. Begriffserklärung Geothermie
2. Ursprung der Erdwärme
   • Wärme aus der Erdenstehung
   • Radioaktiver Zerfall
3. Nutzung der Erdwärme
4. Energiepotenzial
5. Risiken / Ausblick

1. Begriffserklärung Geothermie
Das Wort Geothermie kommt aus dem Lateinischen und heißt Erdwärme. Dementsprechend wird die Energiegewinnung durch Erdwärme als Geothermie bezeichnet. Geothermie ist eine erneuerbare bzw. alternative Energiequelle und ist Standort unabhängig. Hierbei ist sie sowohl privat als auch industriell nutzbar. Dabei fallen keine Kohlenstoffdioxid Emission an.

2. Ursprung der Erdwärme

Wärme aus der Erdenstehung:
Ein Großteil der Erdwärme ist bei der Erdentstehung bzw. Erdverdichtung im Erdkern gebunden worden. Das geht darauf zurück, dass sich die einzelnen Partikel nach und nach erst zu Staubwolken schließlich zu einen Planeten verdichtet haben. Ein Großteil der dabei entstandenen Energie ist immer noch im Erdinneren gebunden. Ein weiterer wichtiger Punkt in der Erdentstehungsphase war das Eintreffen eines Meteoriten in die noch flüssige Erde. Der Einschlag war so enorm, dass sich der Mond als Folge dessen aus der Erde separierte. Auch die dabei entstandene Energie ist noch im Erdinnern und erhitzt von dort unseren ganzen Planeten.

Radioaktiver Zerfall:
Durch radioaktiven Zerfall wird beständig Wärme der Erde zugeführt. Die Wärme entsteht weil radioaktive Elemente wie Uran zerfallen und wird in der Erde gespeichert oder führt zu exothermen Reaktionen. Die Energie wird später allerdings bei endothermen Reaktionen wieder freigegeben. Radioaktiver Zerfall ist ein langer Vorgang, der überall auf der Erde vor sich geht. Man kann von einer natürlichen Form der Kernkraft sprechen.

3. Nutzung der Erdwärme
Die Erdwärme wird wie jede andere Energieform vorwiegend elektrisch genutzt. Dazu wird auf verschiedene Arten Wasser erhitzt. Dieses treibt Turbinen an, die an einem Generator liegen, der Strom erzeugt. Eine Methode ist es, unterirdische Thermalwasservorkommen anzuzapfen um mit ihren Dampf Strom zu erzeugen. Für Privathaushalte und Unternehmen gibt es zudem die Möglichkeit Erdwärmesonden durch ein Bohrloch in Tiefen von 500 bis zu 2000 m hinab zu lassen und das Wasser in ihrem Innern nach erhitzen hoch zuleiten um es für Heizung, Warmwasser  oder sogar elektrischen Strom zu nutzen wie auf Folie 7 dargestellt. Da Erdwärmesonden aber nicht für größere Kraftwerke geeignet sind und nicht jedes Gebiet über Thermalwasservorkommen verfügt wurde die Hot-Dry-Rock Methode von amerikanischen Wissenschaftlern entwickelt um Standort unabhängig Geothermie für große Kraftwerke nutzen zu können. Ihr Ansatz ist simpel. Man unternimmt mehrere Bohrungen um einen geschlossen Kreislauf zu schaffen  den man mit Wasser füllt. Da es von der Umgebung erhitzt wird verdampft das Wasser und treibt eine Turbine an, die so über einen Generator Strom erzeugt (Bild Folie 8).Weiterhin kann man Erdwärme auch mechanisch nutzen so kann man etwa Getreide trocknen, wie schon beschrieben Heizungen betreiben und Warmwasser gewinnen wie auch Thermalbäder, Saunen oder Thermalquellen betreiben. Thermalbäder, Saunen, Thermalquellen und die Trocknung von Getreide waren die Anfänge der Nutzung von Geothermie und wurden schon im alten Rom verwendet. Auch heute noch sind sie Touristenattraktion in Island und Yellowstone.

4. Energiepotenzial
Geothermie hat ein nach menschlichen Ermessen unerschöpfliches Energiepotenzial und wird deshalb als regenerative bzw. erneuerbare Energie eingestuft. Ohne Berücksichtigung des radioaktiven Zerfalls würde die in den obersten 3 km der Erdkruste vorhandene Energie (genutzt werden bis zu 7000 m Tiefe) reichen um die menschliche Zivilisation die nächsten 100 000 Jahre mit ausreichend Energie zu versorgen. Genutzt werden kann aber nur ein geringer Bruchteil der vorhandenen Energie. Trotzdem ist eine Beteiligung an dem gesamten Strommarkt Deutschlands von 50 % über die nächsten 1000 Jahre denkbar. Dies ist aber nur mit genügend Forschung und Investition in die Technik vorstellbar.

5. Risiken / Ausblick
Momentan ist die Forschung noch in den Anfängen und nur in kleinen Modellen umgesetzt  sodass man Langzeitfolgen noch nicht absehen kann, trotzdem ist klar das Erdwärmesonden gefahrlos sind. Es gibt aber Tendenzen die nah legen das Tiefenbohrungen die für das Hot-Dry-Rock Verfahren nötig sind Erdbeben hervorrufen. Alles in allem ist Geothermie eine große Chance Rohstoff unabhängig und Kohlenstoffdioxid los Strom überall auf der Welt, bei jedem Wetter und jeder Tageszeit zu gewinnen.

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