BMT2001

Geothermie

Unsere Erde steckt voller Energie. Jeden Tag wird aus dem Erdinneren Energie, die den Bedarf der Menschheit weit übersteigt, ungenutzt an das Weltall abgegeben. Die technischen Gegebenheiten erlauben uns heute die Verwertung jener Erdwärme, die vom 6.000° C heißen Kern an die Oberfläche dringt.

Regenerative Energie

Die Erdwärme, auch Geothermie genannt, resultiert abgesehen von oberflächennahen Bereichen nicht aus der Sonneneinstrahlung, sondern aus radioaktiven Zerfallsprozessen im Inneren der Erde. Daher steht diese ergiebigste aller erneuerbaren Energien unabhängig von Tages- und Jahreszeit jederzeit zur Verfügung. Anwendungsgebiete der Geothermie sind in der Regel das Heizen von Gebäuden, die Warmwasserbereitung oder die Erzeugung von elektrischem Strom.

Der Umwelt zuliebe

Vergleicht man die Erdwärmeheizung mit einer Öl- oder Gasheizung, lassen sich bezüglich der Heizleistung keine Unterschiede feststellen. Die Geothermie ist jedoch, im Gegensatz zu den Alternativen, gänzlich emissionsfrei. Während ein Kohlekraftwerk beispielsweise pro versorgtem Haushalt über eine Tonne CO2 ausstößt, arbeitet die Erdwärmeheizung umweltfreundlich und klimaschonend. Überdies sind die entstehenden Fixkosten nach der Anschaffung geringer.

Tiefen Geothermie

Die tiefen Geothermie nutzt die Wärme aus einer Tiefe von 400 – 1.000 Metern unter der Erde zur Stromgewinnung aber auch für Heizzwecke. Es existieren zwei Verfahren zur Gewinnung der Energie aus dem Erdreich. Bei Anwendung der hydrothermalen Geothermie wird direkt warmes Wasser aus Thermalwasserschichten an die Oberfläche gepumpt. Die in dem heißen Wasser enthaltene thermische Energie gelangt über einen Wärmetauscher in den Heizkreislauf des zu erwärmenden Gebäudes. Das ausgekühlte Wasser fließt über eine zweite Bohrung zurück in das Erdreich. Eine andere Alternative ist das Hot-Dry-Rock-Verfahren. Dabei werden zwei Tiefenbohrungen vorgenommen. Das Gestein zwischen den Endpunkten der Bohrungen wird hydraulisch gebrochen. Dadurch entsteht zwischen den Bohrungen ein künstlicher Wärmetauscher. Das in eine Bohrung gepumpte Wasser wird durch die warmen Gesteinsschichten gepresst, dort erhitzt und gelangt über die zweite Bohrung in Form von Wasserdampf an die Oberfläche. Mit diesem Dampf können beispielsweise über Turbinen die Stromgeneratoren eines Kraftwerkes angetrieben werden.

Oberflächennahe Geothermie

Die oberflächennahe Geothermie verwertet zusätzlich die Wärme der Sonneneinstrahlung und wird hauptsächlich zum Heizen genutzt, besonders für Ein- oder Mehrfamilienhäuser aber auch für öffentliche Gebäude. Dabei kommen Wärmepumpen zum Einsatz. Die Funktionsweise der Wärmepumpe beruht auf dem physikalischen Gesetz, dass Flüssigkeit beim Verdampfen Wärme aufnimmt und beim Kondensieren wieder abgibt. Wärmepumpen entziehen der Umgebung Wärme und „pumpen“ sie beispielsweise in die geschlossenen Wohnräume. Um die Wärme aus dem Boden zur Wärmepumpe zu transportieren werden Erdwärmesonden oder Erdwärmekollektoren genutzt.

Erdwärmesonde

Eine vertikale Erdwärmesonde ist ein idealer Energielieferant und erreicht bei einer optimalen Planung hohe Wirkungsgrade. Für die Installation wird ein Wärmetauschersystem in Tiefenbohrungen bis zu 300 m tief in die Erde eingebracht. Je größer die Anlage dimensioniert wird, desto größer ist die Wärmeleistung der Erdwärmesonde. Da in einer Tiefe von 10 Metern unter der Erdoberfläche keine jahreszeitlichen Temperaturschwankungen mehr messbar sind, kann man davon ausgehen, dass im Erdboden um die Anlage herum das ganze Jahr über nahezu gleiche Temperaturen herrschen, was eine zuverlässige Wärmeversorgung garantiert.

Erdwärmekollektoren

Ein Erdwärmekollektor ist ein horizontales Sondensystem, das nah unter der Erdoberfläche installiert wird. Da er nicht so tief ins Erdreich vordringt wie seine vertikale Alternative, muss er dies durch die Fläche wettmachen. Die doppelte Fläche der zu beheizenden Fläche gilt als Mindestmaß. Da die Temperatur im Laufe des Jahres direkt unter der Erdoberfläche nicht konstant ist, kann bei Nutzung von Erdwärmekollektoren nicht auf das System der Erdwärmesonden zurückgegriffen werden. Erdwärmekollektoren speichern die im Frühling und Sommer aufgenommene Wärme und stellen diese in der kalten Jahreszeit wieder zur Verfügung.

Fazit

Die Tatsache, dass Erdwärme das ganze Jahr über jederzeit zur Verfügung steht und im Gegensatz zur Verwertung fossiler Brennstoffe auch die Umwelt schont, macht die Geothermie in der Zukunft sicher zu einem der wichtigsten Energieträger. In Anbetracht der aktuellen Energiepreisentwicklung ist die Anschaffung einer Erdwärmeanlage daher durchaus zu bedenken.

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