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Geothermie in Bayern
Möglichkeiten der Energienutzung aus Erdwärme in Bayern
Geothermische Energie - auch als Erdwärme bezeichnet - ist die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Oberfläche der festen Erde. Unter Geothermie versteht man landläufig die technische Ausnutzung dieser natürlichen Erdwärme zur Energiegewinnung.
Häufig denkt man bei der Nutzung von Erdwärme nur an die Wärmeversorgung von einzelnen Gebäuden oder an eine Nah- bzw. Fernwärmeversorgung von öffentlichen Gebäuden und größeren Siedlungen oder von Gewerbe- bzw. Industriegebieten. Weithin bekannt ist auch die balneologische Nutzung von Thermalwässern, also die Nutzung des warmen Wassers in Bädern, sog. Thermen; weniger bekannt ist jedoch, dass die Geothermie auch zur Kühlung von Gebäuden oder Gebäudekomplexen und Industrieanlagen, zur Wärme- und Kältespeicherung im Untergrund und zur Heizung oder Kühlung von Straßen, Brücken oder Start- und Landebahnen eingesetzt werden kann.
Zunehmendes Interesse findet die geothermische Stromerzeugung, da diese heimische Energiequelle in der Lage wäre, kontinuierlich Strom zu liefern. Eine Nutzung in Kraft-Wärme-Kopplung, bei der nach der Stromerzeugung die Restwärme zu Heizzwecken genutzt wird, ist aus ökologischer und ökonomischer Sicht wünschenswert; Voraussetzung für die geothermische Stromerzeugung sind allerdings ausreichend hohe Temperaturen (>100°C) und Ergiebigkeiten.
Bei den Arten der geothermischen Energiegewinnung ist grundsätzlich zwischen der Nutzung des oberflächennahen Bereiches ("oberflächennahe Geothermie") bis ca. 400 m Tiefe und der Nutzung eines tieferen Bereiches ("tiefe Geothermie") zu unterscheiden, wobei derzeit die technische Grenze bei einer Tiefe von etwa 7.000 m liegt.
Blockbild ErdwärmeUm die Wärme aus dem Untergrund gewinnen zu können, braucht man ein Transportmittel wie Wasser, Sole oder Dampf. Daher können die Nutzugsarten auch danach unterschieden werden, ob das Transportmittel bereits im Untergrund vorhanden ist oder erst künstlich eingebracht werden muss.
Im Bereich der oberflächennahen Geothermie mit einem Temperaturniveau von ca. 7°C bis max. 25°C ist in der Regel der Einsatz einer Wärmepumpe erforderlich, um ein für die Wärmeversorgung ausreichendes Temperaturniveau zu erreichen. Im Bereich der tiefen Geothermie kann bei ausreichend hohen Temperaturen die Wärmeenergie direkt über Wärmetauscher an den Heiznetzkreislauf abgegeben werden. Nachgeschaltete Wärmepumpen und weitere Nutzungen wie z.B. die Heizung von Gewächshäusern, Fischzucht etc. können das nutzbare Temperaturintervall deutlich erweitern und die Wirtschaftlichkeit verbessern ("Kaskadennutzung").
Woher kommt die Erdwärme?
Im Gegensatz zu Gebieten mit aktivem Vulkanismus wie z.B. in Italien, Island oder Neuseeland muss in Deutschland vergleichsweise tief gebohrt werden, um auf hohe Temperaturen zu stoßen. Auch in weiten Teilen Bayerns nimmt – zumindest in dem Bereich der obersten kontinentalen Kruste, der durch Tiefbohrungen erschlossen werden kann – die Temperatur nur mit durchschnittlich 3°C pro 100 m zu. Diese Temperaturzunahme mit der Tiefe wird als geothermischer Gradient bezeichnet.
Der Hauptanteil der an der Erdoberfläche bereitgestellten Wärme wird vermutlich in der Erdkruste beim Zerfall radioaktiver Elemente gebildet; ein kleinerer Anteil resultiert wahrscheinlich aus Restwärme aus der Entstehungszeit der Erde. Im oberflächennahen Bereich (bis ca. 10 bis 20 m Tiefe) wird der Wärmehaushalt auch durch die Sonneneinstrahlung sowie durch Sicker- und Grundwässer beeinflusst.
Durch das Temperaturgefälle zwischen Erdinnerem und Erdoberfläche wird Erdwärme ständig aus der Tiefe "nachgeliefert". Dieser geothermische Wärmefluss beträgt in Bayern rund 60 bis 80 mW/m2. Demgegenüber liegt die Einstrahlung der Sonne auf die Erdoberfläche bei mehr als dem 20.000-fachen des terrestrischen Wärmestroms, der bezogen auf eine Fläche von der Größe eines Fußballfeldes nur dem Energieverbrauch von vier bis sechs 100 W-Glühbirnen entspricht.
Durch die im Untergrund gespeicherte Wärmeenergie stehen für eine geothermische Nutzung jedoch weitaus größere Wärmemengen zur Verfügung, als durch den terrestrischen Wärmefluss bereitgestellt werden. Diese Wärmemengen werden bei der Gewinnung von Erdwärme wie eine Lagerstätte abgebaut; Erdwärme fällt daher unter Bergrecht. Bei sachgerechter Bewirtschaftung ist diese Wärme praktisch unerschöpflich, deshalb zählt Erdwärme zu den "erneuerbaren Energien".
Vorteile der Geothermie
Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energien wie Wasserkraft oder Solar- und Windenergie steht die Erdwärme unabhängig von Tages- und Jahreszeit, unabhängig von den meteorologischen Gegebenheiten und theoretisch auch unabhängig von der geographischen Lage immer zur Verfügung. Erdwärme ist daher eine ständig verfügbare, heimische, krisensichere und umweltfreundliche Energiequelle, deren wirtschaftliche Nutzbarkeit aber sehr von den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten abhängt.
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