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Geothermie: Energie aus der Tiefe der Erde

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Extrem-Geothermie Forscher holen Hitze aus Hannovers Boden

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.
Von Henning Zander

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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