Bayerisches Landesamt für
Umwelt

Geothermie in Bayern

Möglichkeiten der Energienutzung aus Erdwärme in Bayern

Geothermische Energie wird auch als Erdwärme bezeichnet. Erdwärme ist eine Form gespeicherter Energie unterhalb der Erdoberfläche. Landläufig versteht man unter Geothermie die technische Ausnutzung dieser natürlichen Wärmequelle zur Energiegewinnung.

Bei den Arten der geothermischen Energiegewinnung ist grundsätzlich zwischen der Nutzung des oberflächennahen Bereichs ("oberflächennahe Geothermie") bis ca. 400m Tiefe und der Nutzung eines tieferen Bereichs ("tiefe Geothermie") zu unterscheiden. Die technische Grenze liegt derzeit bei einer Tiefe von etwa 7.000m.

Blockbild mit Darstellung der verschiendenen Bohrverfahren, sowie Nutzungen der Erdwärme Bild vergrössern Blockbild Erdwärme

Um die Wärme aus dem Untergrund gewinnen zu können, benötigt man ein Transportmittel wie z.B. Wasser, Sole oder Dampf. Die Nutzugsarten werden danach unterschieden, 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 mit durchschnittlich 3°C pro 100m 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 20m Tiefe) wird der Wärmehaushalt auch durch die Sonneneinstrahlung sowie durch Sicker- und Grundwasser beeinflusst.

Aufgrund des Temperaturgefälles zwischen Erdinnerem und Erdoberfläche wird Erdwärme kontinulierlich aus der Tiefe "nachgeliefert". Dieser geothermische Wärmefluss beträgt in Bayern rund 60 bis 80mW/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 wird. Da die Wärme bei der Gewinnung von Erdwärme wie eine Lagerstätte abgebaut wird, fällt diese unter das Bergrecht. Bei sachgerechter Bewirtschaftung ist diese Energiequelle unerschöpflich und zählt deshalb 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, 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 jedoch von den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten abhängt.