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Extrem-Geothermie: Forscher holen Hitze aus Hannovers Boden

Von Henning Zander, Hannover

In Deutschland lässt sich die Erdwärme kaum nutzen, dachte man bisher. Forscher wollen nun das Gegenteil beweisen. In der norddeutschen Tiefebene bohren sie ein vier Kilometer tiefes Loch. Die Hitze aus dem Inneren der Erde könnte Deutschlands Energieproblem lösen.

Geothermie: Energie aus der Tiefe der Erde Fotos
BGR

In Island wäre Michael Kosinowskis Arbeit einfacher gewesen. Dort helfen rund 31 aktive Vulkane den Inselbewohnern, fast 90 Prozent ihres Heizbedarfs mit Erdwärme zu decken. Aber das hier ist nicht Island. Das hier ist Hannover.

"Eigentlich ist die Region für ein Geothermiekraftwerk völlig ungeeignet", sagt Kosinowski. Um hier auf Wärme zu stoßen, muss man sehr tief graben. Um genau zu sein: vier Kilometer tief. Mit jedem Kilometer steigt die Temperatur um rund 30 Grad. Wegen der Bohrkosten galten solche Tiefen für den Kraftwerksbetrieb bislang als unwirtschaftlich.

Der Geowissenschaftler Kosinowski will das Gegenteil beweisen. Gerade weil Hannover ein schwieriger Standort ist, will er hier die Wärme aus dem Inneren der Erde nach oben holen. Um allen zu zeigen, dass diese Energieform Zukunft hat - egal wo. Schließlich sind die Vorteile der Erdwärme enorm: Sie ist quasi unerschöpflich und im Gegensatz zu Sonnen- oder Windenergie jederzeit verfügbar.

Im Juni haben die ersten Bohrungen für das Projekt GeneSys begonnen, dessen Leiter Kosinowski ist. Ziel ist es, eine Behörde - bezeichnenderweise die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) - ab 2013 mit etwa zwei Megawatt Heizenergie aus dem Erdreich zu versorgen.

Das Geothermiekraftwerk pumpt Wasser in die Tiefe. Dort erhitzt es sich durch die Erdwärme auf rund 150 Grad. Es wird daraufhin wieder nach oben geleitet, wo die Wärme an das Heizungssystem der Behörde abgegeben wird. Rund 15 Millionen Euro Brennstoffkosten sollen auf diese Weise in mindestens 25 Jahren Betriebsdauer gespart werden. Eine für das Projekt entwickelte Technik macht es möglich, Warmwasser und Kaltwasser in einem Rohr zu führen (siehe Grafik). Bislang mussten hierfür zwei unterschiedliche Bohrlöcher ausgehoben werden. Nun haben sich die Bohrkosten halbiert - sie sollen nur noch bei rund neun Millionen Euro liegen.

Die Zahl der Beschäftigten hat sich verdoppelt

Sollte das Experiment gelingen, habe man ein Modell für weite Flächen Europas gefunden, schwärmt Kosinowski. "Eine ähnliche geologische Struktur wie in Hannover findet man auf einem breiten Streifen, der sich in Ost-West-Richtung von Polen bis Großbritannien und in Nord-Süd-Richtung von Dänemark bis zum nördlichen Teil des Harzes zieht."

Weltweit ist die Geothermie auf dem Vormarsch. Allein in Deutschland stieg die Gesamtleistung im vergangenen Jahr von 2,3 auf 2,5 Milliarden Kilowattstunden. Die Zahl der Beschäftigten in der Branche verdoppelte sich im gleichen Zeitraum von rund 4500 auf 9100. Allerdings wird der Markt bisher von oberflächennahen Wärmepumpensystemen dominiert, die einzelne Häuser mit Energie versorgen. Langsam könnte aber auch die Tiefengeothermie an Bedeutung gewinnen - so wie in Hannover. Gegenwärtig sind rund ein Dutzend geothermische Heizkraftwerke in Planung.

Der Vorteil einer Tiefbohrung liegt auf der Hand: Die Energieausbeute ist wesentlich höher. Nicht nur Wärme, auch Strom lässt sich so gewinnen. Dem gegenüber stehen die höheren Kosten. Hilfe kommt daher von der Bundesregierung. Anfang des Jahres hat sie ein Förderprogramm für Geothermie im Umfang von 400 Millionen Euro aufgelegt.

Dabei ist die Technik nicht unproblematisch. Vor allem die oberflächennahen Wärmepumpen stehen in der Kritik. Sie speisen ihre Energie aus einer Tiefe von bis zu 150 Metern. Das heißt: Der Temperaturunterschied zur Erdoberfläche beträgt gerade einmal drei bis vier Grad. Die gewonnene Energie aus dem Erdreich gleicht damit häufig kaum die Energie aus, die in Form von Strom für die Pumpe gebraucht wird. "In vielen Fällen ist es sinnvoller, in die Wärmedämmung des Gebäudes zu investieren", sagt Tina Löffelsend, Energieexpertin des Bundes für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND).

Bohrungen sollen Erdbeben ausgelöst haben

Die Nutzung der Erdwärme soll auch für Schäden an mehr als 190 Häusern in der historischen Altstadt von Staufen, Baden-Württemberg, verantwortlich sein. Durch Bohrungen soll Wasser mit einer Anhydritschicht im Boden in Berührung gekommen sein. Das Mineral reagiert mit Wasser und verwandelte sich in Gips, wobei das Volumen des Gesteins um rund 60 Prozent zunimmt. Die Folge: Der Boden unter Staufen hebt sich monatlich um rund einen Zentimeter.

Erst Mitte August kam es zudem in Landau, Rheinland-Pfalz, zu einem Erdbeben der Stärke 2,7 auf der Richterskala, das vermutlich auf das örtliche Geothermiekraftwerk zurückgeführt werden kann. Schäden gab es keine. Bei Basel wurde der Bau eines ähnlichen Kraftwerks wegen eines Erdbebens 2007 inzwischen eingestellt. Das in den Untergrund gepumpte Wasser kann eine Art Schmierfilm erzeugen, durch den sich Spannungen im Erdreich entladen.

Bisher hat die Branche die Probleme weitgehend ignoriert. Doch nun will der Bundesverband Geothermie das Thema offensiv angehen: Bei einem Kongress im November sollen die Probleme der jungen Technik offen angesprochen werden. Dabei soll es auch um die Fälle Staufen und Landau gehen, heißt es beim Verband. Die Häufung von Schadensfällen wird vor allem dem starken Wachstum der Branche zugeschrieben. So stieg die Zahl der verkauften oberflächennahen Erdwärmesysteme 2008 im Vergleich zum Vorjahr um rund 28,5 Prozent. Insgesamt wurden 34.450 Neuanlagen installiert.

Michael Kosinowski zumindest ist sich sicher, dass von GeneSys keine Gefahr ausgeht. Zwar gibt es auch im niedersächsischen Untergrund Anhydrit. Das Mineral befindet sich allerdings in 2000 Meter Tiefe und nimmt unter dem dort herrschenden Druck kein Wasser auf.

Und was die Erdbeben betrifft, gibt es im Boden von Hannover so gut wie keine seismische Tätigkeit. So betrachtet hat der Standort gegenüber Island auch Vorteile.

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Forum - Heizen ohne Öl und Gas?
insgesamt 249 Beiträge
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1.
Askan 02.06.2008
Zitat von sysopDie erneuerbaren Energien tragen immer stärker zur Stromerzeugung bei. Daneben können sie aber auch einen wichtigen Beitrag zur Wärmegewinnung leisten. Wie werden wir in Zukunft unsere Häuser heizen?
Bei uns steht eine Sanierung der Heizung an. Wir werden wohl umschwenken und eine Solarheizung installieren, ergänzt von einer Ölheizung. Statt 4000 Liter brauchen wir dann hoffentlich unter 1000, begleitet von entsprechenden Dämm-Maßnahmen. Ganz ohne Öl werden wir nicht klarkommen
2.
Triakel 02.06.2008
In 5 Jahren wird kaum jemand mehr mit Öl heizen, in 10 Jahren wohl keiner mehr mit Gas. Dank meiner Wärmepumpe hebe ich die Heizkosten gegenüber der Ölheizung halbiert, so dass zusammen mit den Finanzierungskosten keine zusätzliche Belastung auftritt, sogar per Saldo eine leichte Einsparung. Amortisation also sofort! Nächstes Jahr ist die solarthermische Anlage für Brauchwasser und Heizungsunterstützung dran. Alles nicht ganz billig, aber alternativlos und vernünftig.
3.
lupenrein 02.06.2008
Die althergebrachte Holz- bzw. Kohlenheizung wird kommen, wenn Öl und Gas unbezahlbar geworden sind. Da kann dann Herr Gabriel noch so viel von Feinstaubbelastung oder CO2-Ausstoß schwafeln. Er wird den Leuten kaum das Heizenverbieten können. Holz und Kohle produzieren auch nicht mehr CO2 als Öl. Und die erdölfördenden Staaten sowie die Ölmultis können sich ihr Öl dann für kommende Jahrtausende einbunkern.
4.
Triakel 02.06.2008
Zitat von lupenreinDie althergebrachte Holz- bzw. Kohlenheizung wird kommen, wenn Öl und Gas unbezahlbar geworden sind. Da kann dann Herr Gabriel noch so viel von Feinstaubbelastung oder CO2-Ausstoß schwafeln. Er wird den Leuten kaum das Heizenverbieten können. Holz und Kohle produzieren auch nicht mehr CO2 als Öl. Und die erdölfördenden Staaten sowie die Ölmultis können sich ihr Öl dann für kommende Jahrtausende einbunkern.
Für Holz trifft das zu, für Kohle keinesfalls. Kohle ist der mit Abstand dreckigste fossile Energieträger. Und ich weis aus DDR-Zeiten, was das im Winter bei Inversionswetterlagen für einen leckeren Smog gibt. Und natürlich Feinstaub ohne Ende. Und zu Holz: 95% der nachwachsenden Holzmasse werden in Deutschland bereits genutzt, als Rohstoff oder als Energiequelle. Ihre Vision der Ölmultis, die verzweifelt das Zeug wieder in die Bohrlöcher zurückfüllen ist mir zwar sehr sympathisch, aber genau so wahrscheinlich wie ein Meteoriteneinschlag auf der Reeperbahn in der nächsten Stunde.
5.
lupenrein 02.06.2008
Hätte ich die technischen und vor allem finanziellen Möglichkeiten, würde ich sofort aud Kraft-Wärme-Kopplung umstellen.
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Erdwärme: Energie aus dem Innern des Planeten

Vor-/Nachteile der Energieträger
Die Energiewirtschaft befindet sich im Umbruch - SPIEGEL ONLINE zeigt die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Energieträger.
Erdöl
Plus: Erdöl ist der Schmierstoff industrieller Volkswirtschaften. In Deutschland deckt Öl rund 35 Prozent des Energiebedarfs - so viel wie kein anderer Rohstoff. Im Verkehrssektor gibt es momentan kaum Alternativen zu Öl: Das bestehende Tankstellennetz ist auf Benzin und Diesel ausgerichtet, die heute gängigen Motoren fahren fast nur mit diesen beiden Treibstoffen.

Minus: Der Ölpreis ist in den vergangenen Jahren rasant gestiegen - und mit ihm der Spritpreis. Autofahrer mussten zeitweise mehr als 1,50 Euro für Benzin zahlen. Die deutsche Volkswirtschaft verliert dadurch Milliardenbeträge, denn das Land ist fast völlig von Importen abhängig. Weltweit liegen die meisten Ölvorkommen in politisch heiklen Regionen wie dem Nahen Osten, Russland, Venezuela oder Nigeria. Versorgungskrisen kann man daher nicht ausschließen. Darüber hinaus ist Erdöl ein endlicher Rohstoff: Die bekannten Vorkommen gehen langsam zur Neige. Große neue Felder wurden in den vergangenen Jahren kaum entdeckt - und wenn, dann nur in schwierig zu erschließenden Gebieten wie der Arktis. Hinzu kommt die CO2-Problematik: Wenn Öl verbrannt wird, entsteht das Klimagas Kohlendioxid .
Erdgas
Plus: Erdgas ist der klimafreundlichste fossile Energieträger - bei der Verbrennung entsteht weniger CO2 als bei Kohle oder Öl. Außerdem halten die Vorräte noch eine Weile: Die Reichweite der Gasvorkommen wird auf rund 60 Jahre geschätzt, bei Öl sind es nur 40 Jahre. Verfeinerte Fördertechniken machen zudem den Zugriff auf große neue Gas-Reservoirs möglich. Ein weiterer Vorteil: Gas kann einen wichtigen Beitrag zur Stromerzeugung leisten. Denn Gaskraftwerke lassen sich schnell hoch- und runterfahren - diese Flexibilität hilft, die Schwankungen beim Windstrom auszugleichen.

Minus: Weltweit verfügen nur wenige Länder über Gasvorkommen. Entsprechend groß sind die Abhängigkeiten - Deutschland bezieht rund 40 Prozent seines Erdgases aus Russland. Problematisch ist außerdem die noch immer weit verbreitete Bindung an den Ölpreis: Je teurer Erdöl wird, desto teurer wird auch Gas. Stromkonzerne klagen bereits, dass sich Gaskraftwerke kaum mehr rentieren. Private Haushalte kennen dasselbe Problem beim Heizen - Gas ist kaum günstiger als Öl. Auch beim Autofahren stellt Erdgas keine Alternative dar: Der aktuelle Preisvorteil gegenüber Benzin und Diesel liegt nur an der steuerlichen Begünstigung.
Kohle
Plus: Kohle gibt es fast überall auf der Welt - einseitige Importabhängigkeiten wie beim Gas sind deshalb nicht zu befürchten. Auch Deutschland verfügt über nennenswerte Ressourcen: Braunkohle lässt sich ohne Subventionen fördern, für Steinkohle ist dies bei weiter steigenden Preisen zumindest denkbar. Außerdem reichen die Vorräte so lange wie bei keinem anderen fossilen Energieträger: Schätzungen gehen von rund 200 Jahren aus. Kohle eignet sich vor allem zur Stromerzeugung in der Grundlast - rund 50 Prozent des deutschen Stroms stammen aus Kohlekraftwerken .

Minus: Kein Energieträger ist so klimaschädlich wie Kohle. Bei der Verbrennung entsteht rund doppelt so viel CO2 wie bei Gas. Problematisch könnte dies vor allem dann werden, wenn man bestehende Atomkraftwerke durch neue Kohlekraftwerke ersetzt - oder wenn Elektroautos künftig in großem Stil Kohlestrom tanken. Bedenklich sind außerdem die Arbeitsbedingungen, unter denen Kohle gefördert wird : Zu den größten Produzenten zählen China, Russland und Südafrika - Länder, in denen immer wieder Bergleute ums Leben kommen.
Atomenergie
Plus: Kernkraftwerke produzieren - wenn sie einmal gebaut sind - günstigen Strom. Der Rohstoff Uran wird nur in geringen Mengen verbraucht, so dass die laufenden Betriebskosten gering sind. Atomstrom kann in der Grundlast eingesetzt werden, also unabhängig von kurzfristigen Wetterschwankungen. In Frankreich wird Atomstrom auch zum Heizen verwendet, langfristig könnten so auch Elektroautos betrieben werden. Bei der Kernenergie wird kaum CO2 freigesetzt. Sie ist damit klimafreundlicher als Kohle oder Gas.

Minus: Der größte Nachteil der Atomenergie ist das Risiko eines GAUs. Selbst wenn man dafür eine geringe Wahrscheinlichkeit unterstellt - der Schaden wäre enorm. Die Katastrophe in Tschernobyl war nur ein Vorgeschmack dessen, was im dicht besiedelten Mitteleuropa passieren würde: Tausende Opfer, auf ewig verseuchte Landstriche, Vermögensverluste in zigfacher Milliardenhöhe. Hinzu kommt die ungelöste Frage der Endlagerung : Obwohl die Kernenergie seit rund 50 Jahren genutzt wird, gibt es bis heute keine dauerhafte Deponie für die verstrahlten Abfälle. Ob es überhaupt ein sicheres Endlager geben kann, ist umstritten: Der Atommüll strahlt zum Teil mehr als 100.000 Jahre lang - was in dieser Zeit alles passiert, kann niemand vorhersagen. In jüngster Zeit wird ein weiteres Problem immer häufiger diskutiert: Was geschieht, wenn Terroristen einen Anschlag auf ein Kernkraftwerk verüben? Oder wenn sie in den Besitz von spaltbarem Material gelangen? Sicherheitsexperten haben auf diese Fragen keine abschließende Antwort.
Wasser
Plus: Die Wasserkraft ist sehr umweltfreundlich - mit geringem Eingriff in die Natur lässt sich günstig Energie gewinnen. Rund fünf Prozent des deutschen Stroms stammen aus Wasserkraftwerken. Außerdem lässt sich in Stauseen sehr gut Energie speichern: Bei einem Überangebot an Strom wird Wasser nach oben gepumpt. Bei Bedarf wird es dann abgelassen, um die Turbinen anzutreiben.

Minus: In Deutschland ist das Potential der Wasserkraft so gut wie ausgeschöpft. Fast jeder Fluss hat ein Kraftwerk, ebenso fast jeder See. Im Ausland wiederum ist die Wasserkraft zum Teil in Verruf geraten: Riesenprojekte wie der Jangtse-Staudamm in China zerstören die Natur in großem Stil.
Wind
Plus: Von allen erneuerbaren Energien ist die Windkraft in den vergangenen Jahren am stärksten gewachsen. Mittlerweile beziehen die Deutschen deutlich mehr Strom aus Windrädern als aus Wasserkraftwerken. Auch in Zukunft hat die Branche großes Wachstumspotential - vor allem offshore, also in Windparks auf dem Meer . Ein weiterer Vorteil: Die Windkraft ist verhältnismäßig günstig. Die Betreiber der Anlagen bekommen über das Erneuerbare-Energien-Gesetz nur wenig mehr Förderung als der Preis für konventionellen Strom an der Energiebörse hoch ist. Zum Vergleich: Solarstrom wird weit höher vergütet.

Minus: Kritiker halten Windräder für eine Verschandelung der Landschaft. Außerdem weht der Wind sehr unzuverlässig: Bei einer starken Brise wird das deutsche Stromnetz überlastet, bei Flaute muss Strom aus dem Ausland hinzugekauft werden. Praktikable Speicher für Windenergie gibt es bisher nicht. Ein weiterer Nachteil: Starker Wind bläst vor allem in Norddeutschland, die großen Verbrauchszentren liegen aber im Süden und Westen. Um den Strom abzutransportieren, sind zahlreiche neue Leitungen nötig .
Sonne
Plus: Die Sonne ist nach menschlichen Maßstäben eine ewige Energiequelle , und sie scheint für jeden umsonst. Hätten alle Dächer Deutschlands eine Solaranlage, könnte so ein großer Teil des hiesigen Strombedarfs gedeckt werden - klimaschonend und unabhängig von Importen. Darüber hinaus lässt sich das Sonnenlicht auch zur Warmwasserbereitung nutzen: Mit Solarkollektoren kann man herkömmliche Heizungen ergänzen und so die Energiekosten drücken.

Minus: Die Sonne hat den gleichen Nachteil wie der Wind - ihre Energie lässt sich nicht zu jeder Uhrzeit nutzen. Das größte Problem ist jedoch der Preis: Solarstrom kostet viel mehr als konventioneller Strom. Und trotz milliardenschwerer Subventionen leistet Sonnenenergie bislang nur einen geringen Beitrag zur deutschen Stromversorgung: Schätzungen schwanken zwischen einem um zwei Prozent. Damit die Photovoltaik in Mitteleuropa wettbewerbsfähig wird, müsste es eine technische Revolution geben - oder die Preise für konventionelle Energie müssten dramatisch steigen.
Biomasse
Plus: Holz, Stroh, Mais - beim Verbrennen dieser Stoffe wird nur so viel CO2 freigesetzt, wie die Pflanzen vorher der Atmosphäre entzogen haben. Biomasse lässt sich in vielen Bereichen einsetzen: zum Heizen (beispielsweise mit Holzpellets), zum Autofahren (mit Biodiesel oder Bioethanol ) oder zur Stromerzeugung (mit Biogas). Der große Vorteil: Biomasse ist gespeicherte Energie. Man kann also frei entscheiden, wann man sie nutzen möchte - anders als bei Wind- oder Solarkraft. Ein weiterer Pluspunkt: Energiepflanzen, die in Deutschland wachsen, reduzieren die Abhängigkeit von Importen.

Minus: In jüngster Zeit gerät die Bioenergie massiv in die Kritik. Denn die Pflanzen benötigen enorme Anbauflächen - und treten damit in direkte Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Gerade bei Biotreibstoffen wird das zum Problem: Lässt es sich moralisch rechtfertigen, dass die Reichen Mais tanken - während die Armen hungern? Hinzu kommt ein gigantisches Mengenproblem: Wollte Deutschland seinen gesamten Benzin- und Dieselbedarf mit Biokraftstoffen decken, wäre dafür eine Fläche nötig, die größer ist als die gesamte Bundesrepublik. Das Gleiche gilt fürs Heizen: Sollten alle Bundesbürger auf Holzpellets umsteigen, würde der deutsche Wald dafür nicht reichen - erneut wären Energie-Importe nötig.
Erdwärme
Plus: Die Wärme im Erdinneren steht rund um die Uhr zur Verfügung. Sie lässt sich sowohl zum Heizen als auch zur Stromerzeugung nutzen. Gäbe es keine Probleme mit der Bohrtechnik, könnte die Geothermie den gesamten deutschen Energiebedarf decken.

Minus: In Deutschland muss man Hunderte oder gar Tausende Meter tief bohren, um ein ausreichendes Temperaturniveau zu erreichen. Die Kosten der Geothermie sind deshalb sehr hoch. Mancherorts gibt es außerdem Probleme mit dem Grundwasser. Andere Länder sind hier aus geologischen Gründen in einer besseren Position: Island zum Beispiel deckt seinen Energiebedarf zum Großteil mit der Wärme aus dem Erdinneren.

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