Geothermie/Wärmepumpe

Unter „Erdwärme“ (oder „Geothermie“) versteht man die im Untergrund in Form von Wärme gespeicherte Energie. Die Erde ist im Kern sehr heiß und weist eine unvorstellbare Energie auf. Da sie sich im Erkaltungsprozess befindet wird sie nach außen hin immer kälter und die gespeicherte Energie nimmt ab. In Deutschland nimmt die Temperatur der Gesteinsschichten durchschnittlich etwa 3°C pro 100 Tiefenmeter zu.


Bei der Erdwärmenutzung wird die so genannte Tiefengeothermie von der oberflächennahen Geothermie unterschieden.

Die Tiefengeothermie nutzt die sehr hohen Temperaturen im Erdinneren mit Bohrtiefen von mehreren tausend Metern. Hier wird mittels eines Kreislaufs im Erdinneren erhitzter Wasserdampf zum Antrieb einer Turbine sowie zum Heizen von Gebäuden in einem Nahwärmenetzverbund genutzt.
In Rheinland-Pfalz eignet sich nur die Region um Landau für diese Art der Nutzung. Dort arbeitet man an einem Geothermiekraftwerk, für das zwei Bohrungen zu je 3000 m abgeteuft wurden. Das Kraftwerk soll sowohl zur Stromerzeugung als auch zur Wärmeversorgung von Gebäuden dienen. So wird das Kraftwerk eine elektrische Leistung von 2 bis 2,5 MW haben und damit ca. 5000 Haushalte mit umweltschonender elektrischer Energie versorgen können. Mit der aus dem Wasser gewonnenen Wärme soll aber nicht nur Strom erzeugt werden, sondern es werden auch 300 Haushalte in der näheren Umgebung mit Wärme versorgt. Zu einem späteren Zeitpunkt soll diese Leistung etwa auf das Dreifache erhöht werden. Dieses Projekt zeigt das enorme Potenzial im Bereich der Nutzung von Erdwärme zur sauberen, effektiven Energiegewinnung. Näheres hierzu: www.geox-gmbh.de.  

Im Westerwaldkreis kommen die Möglichkeiten der oberflächennahen Erdwärmenutzung zum Tragen. Hier wird zwischen verschiedenen Techniken unterschieden:  

Zum einen können Erdwärmesonden in vertikalen Bohrungen mit einer Tiefe von wenigen Metern bis über 400 Metern eingesetzt werden. In der Regel werden sie in Deutschland aber meist nur bis 100 m Tiefe verwendet.

Erdwärmekollektoren werden horizontal und oberflächennah verlegt (Verlegetiefe 1,2 - 2 m). Da der Verlegeabstand der einzelnen Schleifen zwischen 0,3 - 0,8 m beträgt, benötigen Kollektorfelder eine entsprechend große Fläche (1,5 bis 2-fach der zu beheizenden Fläche). Wo diese vorhanden ist, können sie eine wirtschaftlich interessante Alternative zu den an Bohrungen gebundenen Erdwärmesonden darstellen. Bei den genannten Verfahren wird Erdwärme in einem geschlossenen Kreislauf dem Untergrund entzogen und einer Wärmepumpe zugeführt.  

Mit Hilfe der Wärmepumpe wird die Wärme unter Einsatz von meist elektrischer Energie für den Antriebsmotor auf ein zum Heizen und für Warmwasser notwendiges Temperaturniveau angehoben. Sie arbeitet nach dem umgekehrten Kühlschrankprinzip. Dabei liegt bei richtiger Auslegung der Anlage die aufzuwendende Energie erheblich unter der gewonnenen Menge an Wärmeenergie. So können z.B. aus 1 Kilowattstunde eingesetztem Strom ca. 4 Kilowattstunden Wärme erzeugt werden. Das Verhältnis von gewonnener Energie zu eingesetzter Energie ist dabei vom Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und der Wärmeabgabe abhängig. Erhöhte Wärmequellentemperaturen und geringere Heizungsvorlauftemperaturen führen zu hohen Leistungsziffern. Die Nutzung von Erdwärme als Wärmequelle bietet hierfür die notwendigen Voraussetzungen.

In entgegen gesetzter Weise lässt sich dieses Prinzip (z.B. im Sommer) aber auch zur Kühlung verwenden, in dem überschüssige Wärme an den Untergrund abgegeben werden kann.  

Im Gegensatz zu den geschlossenen Kreislaufsystemen wird bei offenen Kreislaufsystemen das über Förderbrunnen entnommene Grundwasser direkt der Wärmepumpe zugeführt und das abgekühlte Wasser über Schluckbrunnen wieder in das Grundwasser eingeleitet. Da bei Bohrungen dieser Tiefenordnung prinzipiell eine Gefährdung des Grundwassers und der Trinkwasserversorgung nicht auszuschließen ist, wird für die Nutzung von Erdwärme stets eine Genehmigung der unteren Wasserbehörde benötigt. Im Westerwaldkreis wurden bis zum 31.12.2006 rund 200 Anträge auf Nutzung von Geothermie genehmigt.

Weitere Informationen (PDF-Format, 600KB)

 

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Links zum Thema:
www.lgb-rlp.de

www.geothermie.de

www.waermepumpe.de