Wie funktioniert geothermische Energie?

Erneuerbare Energiequellen sind in den letzten Jahren zu einem zentralen Thema geworden. Solar- und Windkraftanlagen sind mittlerweile allgemein bekannt, doch es gibt eine Energiequelle, die sich durch Stabilität, Zuverlässigkeit und minimale Wetterabhängigkeit auszeichnet. Über sie wird
jedoch weniger gesprochen. Geothermie – die in der Erdkruste gespeicherte Wärme – gehört zu den vielversprechendsten Arten sauberer Energie, insbesondere in Zeiten, in denen der Bedarf an stabilen, emissionsarmen Energiequellen steigt.

Gerade die Geothermie steht auch wegen der Tiefengeothermiebohrungen im Mittelpunkt des Interesses, an deren Umsetzung MND seit langem in ganz Europa beteiligt ist.

Energie, die von selbst entsteht Die
Erde ist an sich eine riesige Wärmequelle. In Tiefen von mehreren Kilometern herrschen Temperaturen von Hunderten von Grad Celsius – und diese Energie entsteht kontinuierlich durch den radioaktiven Zerfall von Elementen in der Erdkruste und den ständigen Wärmefluss aus dem Kern des Planeten. Geothermische Energie ist somit auf der Zeitskala ganzer menschlicher Zivilisationen praktisch unerschöpflich. Man muss nur einen Weg finden, sie zu nutzen: heißes Wasser oder Dampf aus geologischen Schichten an die Oberfläche zu leiten und in Kraftwerken oder Heizwerken zu verwenden. Moderne Tiefengeothermiebohrungen werden oft in Tiefen von 3 bis 5 Kilometern durchgeführt, wo die Temperatur des Gesteins über 150 °C erreicht. MND nutzt in diesem Bereich sein langjähriges Know-how aus Öl- und Gasbohrungen, da die Technologien in vielerlei Hinsicht ähnlich sind.

Wie Geothermie funktioniert oder der geschlossene Wärmekreislauf
Das Prinzip der geothermischen Energie ist überraschend einfach, wenn auch geologisch anspruchsvoll. In seiner Grundform funktioniert das System wie folgt:

Von der Oberfläche aus werden mindestens zwei Tiefbohrungen vorgenommen – eine dient als Injektionsbohrung, die andere als Förderbohrung. In die Injektionsbohrung wird kaltes Wasser gepumpt, das nach und nach durch das heiße Gestein im Untergrund sickert. Dort wird es auf eine hohe Temperatur erhitzt und steigt als heißes Wasser oder Dampf durch die Förderbohrung wieder an die Oberfläche.

An der Oberfläche wird die Energie dieser heißen Flüssigkeit genutzt – entweder direkt als Wärmequelle oder in einer Dampfturbine zur Stromerzeugung. Anschließend wird das abgekühlte Wasser wieder in den Untergrund zurückgeleitet, wo es erneut erhitzt wird. Das System läuft somit in einem geschlossenen Kreislauf, verursacht keine Emissionen und belastet die Umwelt nicht.

An Orten, an denen das Grundwasser von Natur aus heiß ist, wird ein sogenanntes hydrothermales System genutzt. Wo kein natürliches Wasser vorhanden ist, aber die Gesteine ausreichend erhitzt sind, kann mit Hilfe der EGS-Technologie (Enhanced Geothermal Systems) ein künstliches Wärmereservoir geschaffen werden – und Energie zugänglich gemacht werden, die sonst nicht verfügbar wäre.

Eine stabile Quelle – auch wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht
Der größte Vorteil der Geothermie ist ihre Beständigkeit. Während Sonnenkollektoren nur an sonnigen Tagen und Windräder nur bei günstigen Windverhältnissen Energie erzeugen, funktioniert die Geothermie:

• 24 Stunden am
Tag• 365 Tage im Jahr•
unabhängig von Jahreszeit und Wetter

Das macht sie zu einer sogenannten Grundlastquelle (Baseload) – also einer Quelle, die zuverlässig den Grundbedarf des Netzes deckt. Für das Energiesystem hat sie somit den gleichen Wert wie konventionelle Kraftwerke, nur mit einem entscheidenden Vorteil: Sie stößt keine Treibhausgase aus.

Geringe Emissionen und kostengünstiger Betrieb
Geothermische Anlagen gehören zu den Energiequellen mit den geringsten CO₂-Emissionen pro erzeugter Kilowattstunde. In modernen Systemen wird der größte Teil der Flüssigkeiten wieder in den Boden zurückgeführt. Während des Betriebs treten keine Schadstoffe aus, die Anlagen verschandeln nicht die Landschaft und sind nicht laut. Im Vergleich zu Wind- oder Solarkraftwerken hat die Geothermie die höchste Energiedichte – sie kann auf kleiner Fläche große Mengen an Energie erzeugen.

Geothermische Energie ist nicht nur für die Stromerzeugung interessant. In vielen europäischen Ländern gewinnt sie auch für die zentrale Wärmeversorgung oder für Industriebetriebe, die eine stabile Wärmequelle benötigen, zunehmend an Bedeutung. Der Vorteil besteht darin, dass es sich um eine lokale Quelle handelt, die die Abhängigkeit von Energieimporten verringert und die Energiesicherheit der Region erhöht. Für MND Drilling and Services ist dies eine große Chance, da das Unternehmen zu den führenden Firmen gehört, die solche Bohrungen durchführen können.

Während die Investitionen in die Tiefengeothermie höher sind, ist ihr Betrieb selbst sehr kostengünstig. Die Lebensdauer der Bohrungen und Anlagen liegt in der Regel zwischen 25 und 50 Jahren. Sobald das System einmal aufgebaut ist, funktioniert es nicht nur mit minimalen Kosten, sondern ist auch stabil und zuverlässig.

Warum Geothermie wichtiger denn je
Europa befindet sich in einer Phase des grundlegenden Wandels im Energiesektor. Es ist notwendig, sich auf emissionsarme Energiequellen zu konzentrieren, die jedoch stabil sind. Gleichzeitig müssen sie so konzipiert sein, dass sie lokal verteilt sind und nicht von der geopolitischen Lage abhängig sind.

Die Antwort auf diese Anforderungen ist gerade die Geothermie. Es handelt sich dabei nicht um einen Modetrend, sondern um eine strategische Energiequelle der Zukunft, die andere erneuerbare Energiequellen ergänzen und gleichzeitig die Energieversorgungssicherheit Europas stärken kann.

Martin Benes
Chefredakteur

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