Geothermie

Die Nutzung Geothermischer Energie ist in den letzen Jahren zu einen bedeutenden Forschungs- und Entwicklungszweig avanciert.

Der Respontetest ist hierbei die Grundlage, um Auskunft über die Entzugsleistung des Bodens zu ermitteln. Er ist wirtschaftlich notwendig bei Anlagen oberhalb von 50kW Energiebedarf. Die entstehenden Kosten werden durch Einsparung von Bohrmetern und eine reklamationsfreie Wärmebereitstellung mehr als ausgeglichen.

Um Erdwärme nutzbar zu machen, bedarf es eines Mediums. Hierbei gibt es zwei grundlegende Möglichkeiten.

1. Das Medium ist bereits im Untergrund als Dampf oder heißes Wasser vorhanden. Eine Bohrung förderte es an die Oberfläche. Über einen Wärmetauscher wird dem Medium die Wärmeenergie entzogen, sprich abgekühlt. Danach erfolgt der Rücktransport in die Schicht, aus der es entnommen wurde.

2. Im tiefen Untergrund sind sehr heiße, kristalline Gesteinsschichten vorhanden. Unter sehr hohem Druck wird Wasser in diese Tiefen gepumpt. Dort erfolgt die Energieaufnahme mit anschließendem Transport nach oben.

Die eingesetzten Verfahren zur Erschließung und Nutzung des Geothermischen Potenzials sind sehr vielfältig:

Oberflächennahe Erdwärme
Unter oberflächennaher Geothermie versteht man die Nutzung der Energie, die in den obersten Erdschichten oder dem Grundwasser gespeichert ist. Auch die hier vorherrschenden geringen Temperaturen von 8°C bis 12°C können zur Wärmeerzeugung und Klimatisierung von Gebäuden genutzt werden. Sie erfolgt über den Einsatz von Wärmepumpen, Erdwärme-Kollektoren, Erdwärmesonden, Energiepfähle oder über erdberührende Betonteile.

Tiefer Untergrund
Petrophysische Systeme wie das Hot- Dry- Rock- Verfahren nutzen die in kristallinen Gesteinsschichten gespeicherte Hitze.
Sie kann sowohl zur Wärmegewinnung als auch zur Stromerzeugung genutzt werden. Dabei wird Wasser hinunter gepumpt und
auf 100°C erhitzt. Der geschlossene Kreislauf im Zirkulationssystem steht dabei unter so hohem Druck, dass das Sieden des eingespeisten Wassers verhindert wird. Erst in der Turbine verdampft es und treibt diese somit an.
Der entstandene Dampf kann ebenfalls zur Bereitstellung von Industriedampf oder zur direkten Einspeisung in Nah- und Fernwärmenetze genutzt werden.

Hydrothermische Energiegewinnung
Die in großen Tiefen natürlich vorkommenden thermalen Wasservorräte, so genannte Heizwasser-Aquifere können je nach Temperatur zur Wärme- oder Stromgewinnung verwendet werden.

Hydrothermische Wärmeversorgung
Für sie eignen sich niederthermale Tiefenwasser von 40°C – 100°C

Hydrothermische Stromerzeugung
Dafür sind Wassertemperaturen von mindestens 100°C notwendig. Hydrothermale Heiß- und Trockendampfvorkommen mit Temperaturen über 150°C können direkt zum Antreiben einer Turbine genutzt werden.

Die hierfür entwickelten ORC - Anlagen (Organic Rankine Cycle) nutzen Ammoniak als Medium. Dieser verdampft schon bei
relativ geringen Temperaturen von 80°C. Die durch ihn angetriebene Turbine erzeugt Strom.

Das KALINE- Verfahren nutzt ein Zweistoffgemisch aus Ammoniak und Wasser. Es steht noch am Anfang der Entwicklung,
verspricht aber einen höheren Wirkungsgrad.

Ansprechpartner

Peter Karger
Bekim Osmanaj
Ulrich Gleißner