Mittwoch, 28. September 2022

Erdwärme als Energieträger
Entwicklungspotenzial der Geothermie in Deutschland

Um klimaneutral zu werden, benötigt Deutschland emissionsfreie Heizmethoden. Eine Möglichkeit ist die Geothermie, das Nutzen der Erdwärme. Bislang wird sie in Deutschland wenig genutzt. Jetzt hat ein Forschungsteam Empfehlungen vorgestellt, wie sich das in Zukunft ändern könnte.

Von Frank Grotelüschen | 02.02.2022

Geothermie-Borturm in Kirchwaidach
Bohrung für ein Geothermie-Kraftwerk im bayerischen Kirchweidach (imago stock&people / Falk Heller)
Mehr als die Hälfte des deutschen Energiebedarfs wird für die Erzeugung von Wärme gebraucht, entweder fürs Heizen von Gebäuden oder als Prozesswärme für die Industrie. Bislang wird diese Wärme zu 85 Prozent durch fossile Energieträger erzeugt, also durch Kohle, Öl und Gas. Will Deutschland bis 2045 klimaneutral werden, muss sich das ändern. Deshalb sind Heizmethoden gefragt, die keine CO2-Emissionen erzeugen. Eine Alternative ist die Geothermie, die Nutzung der Erdwärme, die das heiße Innere unseres Planeten zur Verfügung stellt. Bislang wird sie in Deutschland nur spärlich genutzt, doch das soll sich künftig ändern: Gemeinsam mit Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft hat die Fraunhofer-Gesellschaft heute eine Roadmap mit Empfehlungen vorgestellt, wie sich die Erdwärme künftig im großen Maßstab anzapfen ließe.

Wie tief muss man hierzulande bohren, um geothermische Energie zu nutzen?

Es gibt zwei Varianten der Geothermie: Bei der oberflächennahen Geothermie gehen die Bohrungen typischerweise 100 Meter tief, da ist das Wasser circa 12 Grad warm und kann oben dann eine Wärmepumpe betreiben. Diese Technik ist bereits recht verbreitet: In Deutschland gibt es rund 440.000 solcher Anlagen. Das andere Verfahren ist die Tiefengeothermie: Hier reichen die Bohrungen bis zu 5.000 Meter tief, dort ist das Wasser unabhängig von der Jahreszeit bis zu 180 Grad heiß. Dieses Wasser lässt sich hochpumpen und für Fernwärmenetze oder als Prozesswärme für die Industrie nutzen. Um diese Tiefengeothermie geht es in der Studie, denn hier schlummern beträchtliche Potenziale.

Wie viele von diesen tiefen geothermischen Anlagen gibt es bislang in Deutschland?

Bislang ist die Zahl der tiefengeothermischen Anlagen in Deutschland beschränkt – es gibt gerade mal 42. Zusammen leisten sie 360 Megawatt, das ist nicht mehr als heute ein einziges größeres Kohleheizkraftwerk. Diese 42 Geothermie-Anlagen sind nicht gleichmäßig übers Land verteilt. Denn geeignete unterirdische Heißwasser-Reservoirs gibt es nicht überall, sondern nur in bestimmten Regionen, vor allem in Norddeutschland, Rhein/Ruhr, am Oberrheingraben und im Münchener Raum.

Welche Rolle könnte die Geothermie künftig bei der Wärmeversorgung spielen?  

Obwohl die Hotspots regional begrenzt sind, ist das Potenzial erstaunlich hoch: Laut der Studie könnte die Geothermie ein Viertel des deutschen Wärmebedarfs decken. Um diese Potenziale heben zu können, müsste die Zahl der Anlagen allerdings verhundertfacht werden – man müsste viele neue Löcher bohren. Bis 2030 wären es circa 4.000 Bohrungen, bis 2040 sogar an die 20.000 kilometertiefe Löcher. Das wäre nötig, wenn sich die politische Vorgabe erfüllen soll, im Jahr 2030 zu 50 Prozent klimaneutral zu heizen und nicht nur zu 15 Prozent wie bislang.  

Was sind die größten Hindernisse?

Dem Ausbau der Geothermie stehen noch einige Hürden im Weg: So ist bislang noch nicht genau genug bekannt, wo lohnenswerte Heißwasser-Reservoirs liegen. Dafür sind weitere Erkundungsbohrungen nötig, um so eine möglichst präzise unterirdische „Landkarte“ zu bekommen, die zeigt: Wo lohnen sich Bohrungen, wo nicht? Ein weiteres Problem: Bislang gibt es nur eine relativ kleine Geothermie-Industrie, die diese Anlagen herstellt. Das müsste in Zukunft deutlich hochskaliert werden, dann sollten die Anlagen auch billiger werden. Außerdem ist die gesetzliche Regulierung bislang noch recht umständlich, die Genehmigungsverfahren dauern zu lange. Das alles müsste vereinfacht und beschleunigt werden. Und: Nicht jede Bohrung bringt den gewünschten Erfolg, was manchen Energieversorger abschreckt. Deshalb schlägt das Gutachten eine Art Versicherung vor, die mögliche Ausfallrisiken zumindest teilweise abdeckt.

Wie wirtschaftlich könnte die tiefe Geothermie sein?

Was die Wirtschaftlichkeit der Geothermie betrifft, stimmen die Erfahrungen mit den bisherigen Anlagen recht optimistisch: Hier liegen die Erzeugungskosten bei 2,5-3 Cent/kWh, also in der Größenordnung der fossilen Energien. Doch da die Geothermie nun so zügig ausgebaut werden soll, stehen allein in den kommenden zehn Jahren hohe Investitionen an, geschätzte 50 bis 60 Milliarden Euro. Um das zu schaffen, sollte der Bund die Geothermie künftig mit deutlich über einer Milliarde Euro pro Jahr fördern, so die Empfehlung des Gutachtens.

Welche Risiken und Nebenwirkungen gibt es?

Allerdings birgt die Geothermie auch einige Risiken und Nebenwirkungen. So muss darauf geachtet werden, keine Trinkwasser-Reservoirs zu beeinträchtigen. Außerdem machen die Bohrungen Lärm und könnten Anwohner stören. Und: Es gab Fälle, wo Geothermieanlagen kleine Erdbeben ausgelöst haben. Doch diese Risiken und Nebenwirkungen scheinen laut Studie beherrschbar: Bei Erdbeben können Sensoren rechtzeitig warnen, dann würde die Förderung des Wassers gedrosselt, was die Bebengefahr verringert. Und die Bohranlagen sollten sich zumindest so gut schalldämmen lassen, dass sie die Anwohner nicht allzu stark belästigen.