GEOTHERMIE

Die Geothermie ist die einzige unter den erneuerbaren Energiequellen, deren Energiequelle nicht auf die Sonne zurückzuführen ist. Bei der Geothermie nutzt man die im Erdinneren gespeicherte Wärme. Hauptsächlich setzen radioaktive Zerfallsprozesse im Erdmantel diese Wärme frei. Zu einem kleinen Teil stammt sie auch noch aus der Entstehungszeit unseres Planeten.

Bei der Geothermie macht man sich die im Erdinneren gespeicherte Wärme zu Nutze. Welche Wärmemenge genutzt werden kann, hängt von zwei Faktoren am Standort ab. Dies sind einerseits der Masse des pro Zeiteinheit kontinuierlich geförderten heißen Wassers und andererseits die Temperaturdifferenz des Wassers zwischen der Förderung und der Rückführung des Wassers (Reinjektion). Die spezifische Wärmekapazität c des Wassers beträgt c = 4,19 kJ/kg°C Angenommen es werden pro Sekunde 150 kg Wasser umgewälzt. Die Temperaturdifferenz Δ ϑ beträgt 55 °C. Daraus ergibt sich eine thermische Energie:
Eth = 4,19 kJ/kg°C · 150kg · 55°C
Eth 35MJ
Um diese geförderte Wärme in Form von elektrischer Energie nutzbar zu machen wird über das Verdampfen eines Arbeitsmittels eine Turbine angetrieben. Der Gesamtwirkungsgrad für diesen Prozess beträgt 9%:
Eel = η · Eth = 3,15MJ
Quelle: Till Belusa, Synergeo, 2017
Im Durchschnitt nimmt in Deutschland die Bodentemperatur mit einer Bohrtiefe von 100 m um 3° C zu. Das heißt, man erreicht bei 3.000 m eine Temperatur von 90° C und bei 4.000 m ca. 120° C. Das Potenzial steigt also mit der Tiefe des Bohrlochs.

Man unterscheidet anhand einer Bohrtiefe von 400 m zwischen der oberflächennahen und der Tiefen-Geothermie. Für die energetische Nutzung zur Stromerzeugung kommt nur die Tiefen-Geothermie in Betracht, da nur sie ausreichend hohe Temperaturen bereitstellen kann.

Die oberflächennahe Geothermie spielt zur Umwandlung in elektrische Energie und Erzeugung von Strom keine Rolle.