Inhalt des Artikels
- Geothermie in Deutschland: Potenziale, Probleme & Statistiken
- Kurzübersicht: Wie funktioniert Geothermie?
- Anteile der Geothermie in Deutschland
- Wo ist Geothermie in Deutschland möglich? Standorte
- Die Potenziale der (tiefen) Geothermie in Deutschland
- Mögliche Probleme der Geothermie in Deutschland
- Statistiken und Zahlen über die Geothermie in Deutschland
- Ein kurzer Rückblick über die Geschichte der Geothermie in Deutschland
- Die frühzeitliche Geschichte der Geothermie weltweit
- Fazit: Geothermie in Deutschland birgt immense Potenziale
- Häufig gestellte Fragen
- Ist Geothermie effektiv?
- Wie hoch ist der Geothermie-Anteil der Stromerzeugung in Deutschland?
- Wo gibt es Geothermie in Deutschland?
- Was sind die Vorteile von Geothermie?
- Was sind die Nachteile von Geothermie?
- Ist Geothermie überall möglich?
- Ist Geothermie zukunftssicher?
- Wie sieht die Zukunft der Geothermie aus?
- Warum gibt es so wenig Geothermie?
Inhalt
Geothermie in Deutschland: Potenziale, Probleme & Statistiken
Geothermie ist die Nutzung der natürlichen Wärme aus dem Inneren der Erde zur Erzeugung von Energie (für Heizung, Kühlung und Strom). Damit Deutschland klimaneutral werden kann, benötigen wir effiziente, emissionsfreie Heizmethoden.
Hier kommt die Geothermie ins Spiel, die eine erneuerbare Energie ist und ein enormes Potenzial für die Energiewende darstellt. Bisher macht die Geothermie zwar nur einen vergleichsweise geringeren Anteil der erneuerbaren Energien in Deutschland aus, doch das soll sich zukünftig laut Forschern drastisch ändern.
Wie der derzeitige Stand der Geothermie in Deutschland ist, wo Potenziale und Probleme liegen, erfahren Sie jetzt in diesem Beitrag:
Kurzübersicht: Wie funktioniert Geothermie?
Geothermie nutzt die natürliche Wärme im Inneren der Erde, indem sie verschiedene Methoden zur Energiegewinnung einsetzt:
- Oberflächennahe Geothermie: Diese Methode reicht bis zu einer Tiefe von etwa 400 Metern und nutzt die konstante Temperatur des Bodens für Heiz- und Kühlzwecke von Gebäuden oder Infrastruktur.
- Hydrothermale Geothermie-Systeme: Diese nutzen warmes Wasser aus Tiefen bis zu etwa 4.500 Metern. Thermalwasserfelder oder hydrothermale Heißdampfvorkommen dienen als Wärmequellen für Strom- oder Wärmeerzeugung.
- Petrothermale Geothermie-Systeme: Diese gewinnen Wärme aus tiefem Gestein, indem sie Wasser oder ein anderes Medium in die Tiefe pumpen, um das Gestein zu erwärmen und die Wärme an die Oberfläche zu bringen.
Mehr über die Details der verschiedenen Systeme der Geothermie können Sie bei Bedarf in diesem Artikel nachlesen: Was ist Geothermie?
Anteile der Geothermie in Deutschland
In Deutschland wird Geothermie hauptsächlich für die Erzeugung von erneuerbarer Wärme genutzt. Obwohl es geothermische Kraftwerke gibt, die Strom erzeugen, ist die Stromerzeugung aus Geothermie im Vergleich zur Wärmeerzeugung noch relativ gering. Hierzu eine Statistik der Geothermienutzung zur Bruttostromerzeugung in Deutschland in den Jahren 2003 bis 2023 (in Gigawattstunden):
Die Nutzung der Geothermie für die Stromgewinnung wuchs seit 2007 konstant an und stagnierte ab 2022. Was aus dieser Statistik nicht ersichtlich ist: Der Gesamtanteil der Stromerzeugung aus Geothermie in Deutschland beträgt weniger als 1 %. Dies soll sich allerdings bald mit neuen Techniken verändern.
Nun ist wichtig anzumerken, dass Geothermie bisher nicht in erster Linie für die direkte Stromgewinnung genutzt wurde, sondern zum Großteil für direkte Wärmebereitstellung. Dies Wärmebereitstellung durch Geothermie gewann im Jahr 2023 mehr Bedeutung und wuchs mit 25,7 Mrd. kWh um 18% im Vergleich zum Vorjahr an.
Hierzu sei noch erwähnt, dass diese Wachstumszahlen sich nicht alleine auf die Wärmebereitstellung der Geothermie stützen. Die Wärmebereitstellung aus Umweltwärme ist hier ebenfalls einkalkuliert.
Insgesamt werden stand 2023 ca. 12,5 Prozent der erneuerbaren Wärme aus Geothermie und Umweltwärme gewonnen. Dieses Wachstum, in dem die Geothermie eine wichtige Rolle spielt, stützt sich auf die Entwicklung des Wärmepumpenmarkts.
Wo ist Geothermie in Deutschland möglich? Standorte
Geothermie ist grundsätzlich in verschiedenen Regionen Deutschlands möglich, jedoch sind einige Gebiete aufgrund ihrer geologischen Beschaffenheit besonders geeignet. Zu den Regionen, in denen Geothermie besonders vielversprechend ist, gehören:
- Das süddeutsche Alpenvorland: Diese Region verfügt über geeignete geologische Strukturen, wie beispielsweise Thermalwasserfelder, die sich gut für geothermische Anlagen eignen.
- Das Norddeutsche Becken: Hier gibt es ebenfalls geologische Formationen, die das Potenzial für die Nutzung von Geothermie bieten, insbesondere in Bezug auf hydrothermale Systeme.
- Der Oberrheingraben: Diese Region weist ebenfalls günstige geologische Bedingungen auf, die die Nutzung von Geothermie ermöglichen, besonders für die Erzeugung erneuerbarer Wärme.
Um das Potenzial der Geothermie in Deutschland vollständig auszuschöpfen, sind jedoch weitere Untersuchungen und Erkundungsbohrungen erforderlich, um die genaue Lage der lohnenden Heißwasserreservoire zu bestimmen.
Die Potenziale der (tiefen) Geothermie in Deutschland
Es macht in diesem Zusammenhang Sinn, insbesondere über die tiefe Geothermie zu sprechen, da sie ein bedeutendes Potenzial für die Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland darstellt. Im Vergleich zu oberflächennahen Geothermie-Systemen bietet die tiefe Geothermie die Möglichkeit, auf höhere Temperaturen und damit auf größere Energiemengen zuzugreifen.
Dies ist entscheidend für die Stromerzeugung und die Deckung des Wärmebedarfs in Deutschland. Darüber hinaus bieten hydrothermale und petrothermale Geothermie-Systeme (= tiefe Geothermie) die Möglichkeit, unabhängig von den oberflächennahen Ressourcen zu agieren, was ihre Anwendbarkeit in Regionen mit begrenzten oberflächennahen Geothermiequellen erweitert.
Nun zu den Potenzialen der tiefen Geothermie in Deutschland:
1. Ressourcen
Deutschland verfügt über bedeutende geothermische Ressourcen in Form von heißen Thermalwasserfeldern und hydrothermalen Heißdampfvorkommen. Diese Ressourcen können genutzt werden, um sowohl Wärme als auch Strom zu erzeugen.
2. Technologische Entwicklung
Die Technologie zur Erschließung der tiefen Geothermie hat sich in den letzten Jahren weiterentwickelt. Dies umfasst verbesserte Bohrtechniken, Wärmetauscher-Designs und Methoden zur geologischen Erkundung.
3. Wirtschaftlichkeit
Obwohl die tiefen Geothermie hohe Investitionskosten mit sich bringt, zeigen Studien, dass sie langfristig wirtschaftlich sein kann. Die Erzeugungskosten liegen im Bereich von 2,5 bis 3 Cent pro Kilowattstunde und sind mit denen fossiler Brennstoffe vergleichbar.
Mögliche Probleme der Geothermie in Deutschland
Basierend auf dem Artikel und den erwähnten Herausforderungen könnten mögliche Probleme der Geothermie in Deutschland folgendermaßen zusammengefasst werden:
- Standortbestimmung: Die genaue Lage der geeigneten geothermischen Ressourcen ist oft unsicher und erfordert weitere Erkundungsbohrungen, was zu zusätzlichen Kosten führen kann.
- Hohe Investitionskosten: Der Bau von geothermischen Anlagen ist mit erheblichen Anfangsinvestitionen verbunden, was potenzielle Investoren abschrecken könnte.
- Komplexe Genehmigungsverfahren: Die gesetzlichen Regelungen und Genehmigungsverfahren für geothermische Projekte sind komplex und zeitaufwändig, was die Umsetzung von Projekten verzögern kann.
- Risiko von Bohrerfolg: Es besteht keine Garantie für den Erfolg von Bohrungen, was zu finanziellen Verlusten für Investoren führen kann, insbesondere wenn die geothermischen Ressourcen nicht in ausreichender Menge oder Qualität vorhanden sind.
- Umweltauswirkungen: Bei der Erschließung geothermischer Energie können Treibhausgase freigesetzt werden, die im Untergrund gespeichert sind. Darüber hinaus besteht das Risiko von seismischer Aktivität, insbesondere bei Anlagen, die verbesserte geothermische Technologien nutzen und Wasser unter Druck in die Erdkruste pumpen.
- Nachhaltigkeitsmanagement: Für die langfristige Aufrechterhaltung der geothermischen Energieerzeugung ist ein sorgfältiges Ressourcenmanagement erforderlich, um eine nachhaltige Nutzung sicherzustellen.
Statistiken und Zahlen über die Geothermie in Deutschland
Diese folgenden Zahlen sind dem Statistischen Bundesamt (2023) entnommen und hier kurz zusammengefasst aufgeführt:
- Im Jahr 2015 wurden Wärmepumpen in 31,4 % der Neubauten als primäre Heizungsquelle verwendet.
- Gasheizungen als primäre Heizung in Neubauten gingen von 51,5 % im Jahr 2015 auf 28,0 % im Jahr 2022 zurück.
- Der Anteil erneuerbarer Energien als Heizenergiequelle stieg zwischen 2015 und 2022 von 61,5 % auf 74,7 %.
- Im Jahr 2022 wurden in mehr als der Hälfte der neuen Wohngebäude Wärmepumpen als primäre Heizungsquelle eingesetzt, im Vergleich zu 31,4 % im Jahr 2015.
- Gasheizungen wurden 2022 nur noch in 28,0 % der Neubauten als primäre Heizung genutzt, im Vergleich zu 51,5 % im Jahr 2015.
- Strom, Solarthermie und Holz waren die wichtigsten sekundären Heizenergiequellen in neuen Wohngebäuden im Jahr 2022.
Ein kurzer Rückblick über die Geschichte der Geothermie in Deutschland
Die deutsche Regierung startet Förderprogramme zur Unterstützung der Geothermieentwicklung, darunter das Marktanreizprogramm für erneuerbare Energien.
Das Geothermiekraftwerk in Unterhaching (Bayern) wird eröffnet, das als eines der ersten in Deutschland tiefe Geothermie zur Wärmeversorgung nutzt.
Die Bundesregierung beschließt den Nationalen Aktionsplan für erneuerbare Energien, der auch die Entwicklung der Geothermie fördert.
Ein schweres Erdbeben in St. Gallen (Schweiz) führt zu Diskussionen über die Sicherheit von geothermischen Projekten in Deutschland und zu einer verstärkten Überwachung geothermischer Anlagen.
Die Geothermiebranche in Deutschland erlebt einen Rückschlag, als mehrere geothermische Projekte aufgrund technischer Probleme oder finanzieller Schwierigkeiten scheitern.
Die Bundesregierung beschließt das Klimaschutzprogramm 2030, das auch die Geothermie als wichtigen Bestandteil der Energiewende betrachtet und weitere Fördermaßnahmen vorsieht.
Die Technologie der Geothermie in Deutschland verbessert sich weiter, und es werden verstärkt innovative Projekte zur Nutzung tiefer Geothermie und zur Kombination von Geothermie mit anderen erneuerbaren Energien entwickelt.
Die frühzeitliche Geschichte der Geothermie weltweit
In prähistorischen Zeiten nutzten Menschen heiße Quellen zur Wärme und zum Baden. Es gibt archäologische Beweise, dass heiße Quellen bereits in der Steinzeit genutzt wurden.
Antikes China: Im antiken China wurden heiße Quellen nicht nur zum Baden, sondern auch für die Heilkunde genutzt. Die Nutzung von heißen Quellen ist in chinesischen Schriften aus der Zeit der Zhou-Dynastie (1046–256 v. Chr.) dokumentiert.
Antikes Griechenland: Die alten Griechen schätzten heiße Quellen für ihre heilenden Eigenschaften. Orte wie die heißen Quellen von Thermopylen wurden von berühmten Persönlichkeiten wie Herodot erwähnt. Sie glaubten, dass die Götter die heißen Quellen gesegnet hatten.
Römisches Reich: Die Römer waren bekannt für ihre Bäder und die Nutzung geothermischer Energie. Sie bauten umfangreiche Badehäuser (Thermen) an heißen Quellen. Ein bekanntes Beispiel sind die Bäder von Diokletian in Rom und die römischen Bäder in Bath, England. Die Römer nutzten geothermische Energie auch zur Beheizung von Gebäuden durch Hypokausten, ein System, bei dem heiße Luft durch Hohlräume unter den Böden und in den Wänden zirkulierte.
Island: Im Mittelalter begannen die Menschen in Island, die reichlich vorhandenen geothermischen Quellen zu nutzen. Berichte aus der Zeit der Besiedlung (9. und 10. Jahrhundert) erwähnen die Nutzung heißer Quellen zum Baden und Kochen.
Japan: Die Nutzung von Onsen (heißen Quellen) in Japan hat eine lange Tradition. Schon in historischen Schriften aus dem 8. Jahrhundert werden Onsen erwähnt. Die heißen Quellen wurden für Bäder, religiöse Zeremonien und Heilzwecke genutzt.
17. und 18. Jahrhundert: In Europa wurden heiße Quellen und geothermische Bäder weiterhin intensiv genutzt. Kurorte wie Karlovy Vary (Karlsbad) in Tschechien wurden für ihre heilenden heißen Quellen bekannt. Wissenschaftliche Untersuchungen und das Interesse an geothermischen Phänomenen nahmen zu. Geologen begannen, die Quellen systematisch zu untersuchen.
19. Jahrhundert: Mit der industriellen Revolution begannen Menschen, geothermische Energie auch für technische Zwecke zu nutzen. Der italienische Prinz Piero Ginori Conti führte 1904 in Larderello, Italien, das erste erfolgreiche Experiment zur Stromerzeugung mit geothermischer Energie durch. Er nutzte geothermischen Dampf, um einen Generator zu betreiben, was den Beginn der kommerziellen Nutzung geothermischer Energie zur Stromerzeugung markierte. Davor wurde geothermische Energie hauptsächlich für direkte Anwendungen wie das Heizen und Baden verwendet.
20. Jahrhundert: 1904 wurde in Larderello, Italien, das erste geothermische Kraftwerk der Welt in Betrieb genommen. Dies markierte den Beginn der kommerziellen Nutzung geothermischer Energie zur Stromerzeugung. In den folgenden Jahrzehnten verbreitete sich die geothermische Energieerzeugung weltweit. Länder wie die USA, Island, Neuseeland und Japan wurden führend in der Nutzung geothermischer Energie.
Fazit: Geothermie in Deutschland birgt immense Potenziale
Die Geothermie in Deutschland bietet immense Potenziale für die Energiewende. Obwohl sie bisher nur einen geringen Anteil an der Stromerzeugung ausmacht, zeigt sie ein starkes Wachstumspotenzial, insbesondere im Bereich der Wärmeerzeugung. Trotz Herausforderungen wie hohen Investitionskosten und komplexen Genehmigungsverfahren wird die Geothermie als eine vielversprechende alternative Energiequelle angesehen. Neue Technologien und verbesserte Rahmenbedingungen können (und werden laut Experten) dazu beitragen, dass die Geothermie einen bedeutenden Beitrag zur Deckung des Energiebedarfs in Deutschland leistet.
Häufig gestellte Fragen
Ist Geothermie effektiv?
Ja, Geothermie kann als effektive Energiequelle betrachtet werden, da sie ständig verfügbar ist, niedrige Betriebskosten hat (allerdings hohe Investitionskosten), geringe Treibhausgasemissionen erzeugt, vielseitig einsetzbar ist und ein langfristiges Potenzial als erneuerbare Energiequelle bietet.
Wie hoch ist der Geothermie-Anteil der Stromerzeugung in Deutschland?
Im Jahr 2022 machte Geothermie etwa 0,1% der Stromerzeugung in Deutschland aus.
Wo gibt es Geothermie in Deutschland?
Geothermie in Deutschland ist vor allem in Regionen mit geeigneten geologischen Bedingungen zu finden, wie dem süddeutschen Alpenvorland, dem Norddeutschen Becken und dem Oberrheingraben.
Was sind die Vorteile von Geothermie?
Die Vorteile von Geothermie sind:
- Unabhängigkeit von Brennstoffen
- Verlässlichkeit und Stabilität
- Vorhersagbarkeit der Energieerzeugung
- Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten für Heizen und Kühlen
- Umweltverträglichkeit
- Geringer CO2-Fußabdruck
- Erneuerbarkeit und langfristiges Potenzial
- Fortschreitende technologische Entwicklung
Was sind die Nachteile von Geothermie?
Die Nachteile von Geothermie sind:
- Hohe Investitionskosten
- Standortabhängigkeit
- Umweltauswirkungen wie potenzielle Freisetzung von Treibhausgasen und seismische Aktivität
- Komplexe Genehmigungsverfahren
- Risiko von Bohrerfolg
- Erfordert sorgfältiges Nachhaltigkeitsmanagement
Ist Geothermie überall möglich?
Geothermie ist nicht überall möglich, da ihre Nutzung von geologischen Bedingungen abhängt, wie der Verfügbarkeit von geothermischen Ressourcen und der Zugänglichkeit für Bohrungen. Daher ist die Eignung von Standorten für geothermische Projekte stark variabel. Zukünftige Technologien in der Geothermie könnten allerdings dafür sorgen, dass die Zugänglichkeit stark ansteigen wird.
Ist Geothermie zukunftssicher?
Geothermie gilt als eine zukunftssichere Energiequelle, da sie unerschöpflich ist und eine ständige Verfügbarkeit bietet.
Wie sieht die Zukunft der Geothermie aus?
Die Zukunft der Geothermie ist vielversprechend, da sie als erneuerbare Energiequelle eine wichtige Rolle bei der Reduzierung von CO2-Emissionen und der Sicherung der Energieversorgung spielen kann. Es wird erwartet, dass die Technologien zur Nutzung der Geothermie weiterentwickelt werden, um ihre Effizienz zu steigern und die Kosten zu senken. Zudem könnten Regierungen und Unternehmen verstärkt in die Erforschung und Entwicklung geothermischer Projekte investieren, um ihr Potenzial voll auszuschöpfen und den Übergang zu einer nachhaltigeren Energieversorgung zu unterstützen.
Warum gibt es so wenig Geothermie?
Es gibt mehrere Gründe, warum die Nutzung von Geothermie aktuell noch relativ begrenzt ist:
- Standortabhängigkeit
- Hohe Anfangsinvestitionen
- Komplexe Genehmigungsverfahren
- Technische Herausforderungen
- Wettbewerb mit anderen Energiequellen
Obwohl diese Herausforderungen bestehen, wird erwartet, dass sich die Nutzung von Geothermie in Zukunft weiterentwickeln wird. Denn sie wird als eine nachhaltige Energiequelle mit großem Potenzial betrachtet.
