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| Lexikon | Geothermie / Erdwärme | |
 Hintergrund |
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Sonnennebel Großansicht |
Entstehung der Erdwärme |
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Aufbau der Erde |
Diese Energiequelle nimmt also langsam ab, ebenso auch die Restwärme aus der Zeit der Geburt unserer Erde. Es findet nämlich eine Wärmeleitung vom heißen Erdinnern an die Erdoberfläche statt. Mit nur 0,063 W/m² [1] ist sie zwar sehr gering, sorgt aber zusammen mit Vulkanausbrüchen, Erdbeben und sonstiger Tektonik für eine allmähliche Abstrahlung der Wärme. Im Vergleich zum riesigen Energievorrat der Erdwärme ist dieser laufende Energieverlust durch Wärmeabstrahlung aber so klein, dass die Erdwärme erst nach Milliarden Jahren zur Neige geht. An für Menschen relevanten Zeiträumen gemessen kann daher die Erdwärme als unerschöpfliche natürliche Energiequelle gelten, weshalb sie zu den erneuerbaren Energien zählt. |
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Prinzip der Wärmepumpe  Großansicht |
Gebäudeheizung mit Wärmepumpe Obwohl die Energiedichte (0,063 W/m² [1]) der Erdwärme sehr klein ist, kann sie mittels Wärmepumpe in Kombination mit Erdsonden genutzt werden. Wärmepumpen funktionieren im Prinzip wie ein Kühlschrank: Es wird Wärme aus dem Erdreich (Innenraum des Kühlschranks) in die Häuser gepumpt (Außenbereich des Kühlschranks) [2]. Normalerweise gleichen sich unterschiedliche Temperaturniveaus von oben nach unten aus, d.h. z.B. dass im Winter die Wärme aus einem beheizten Haus zum niedrigen Temperaturniveau nach außen dringt. Unter Einsatz von Energie kann dieser Vorgang umgekehrt werden, d.h. Wärmepumpen holen Energie aus einer kälteren Umgebung und pumpen sie auf ein höheres Temperaturniveau. Mit einem Energieeinsatz von 1 kWh für die Wärmepumpe können rund 3 - 4 kWh Energie aus dem Erdreich entnommen und für die Gebäudeheizung gewonnen werden [3]. |
Energiefluss |
Treibhausgasbilanz bei der Wärmepumpen-Gebäudeheizung
Der Nachteil dieser Heizungsart ist, dass Wärmepumpen üblicherweise mit Strom aus dem normalen Netz angetrieben werden. Wird bei der Treibhausgas-Bilanz der durchschnittliche deutsche Strommix mit 600 g CO2 pro kWh [4] angesetzt, ergibt sich im günstigen Fall ( Jahresarbeitszahl 4) rein rechnerisch dann 600/4 g CO2 = 125 g CO2/kWh. Werden auch die Treibhausgase über den gesamten Lebenszyklus (Produktion, Vertrieb, Einbau, Wartung, Entsorgung) der Wärmepumpe mit einbezogen (GEMIS-Datenbank), ergebt sich ein Emissionswert von ca. 167 g CO2/kWh, deutlich schlechter als eine Holzpellet-Heizung (32 g CO2/kWh) und besser als eine Erdgas-Brennwertheizung mit Solarkollektor (224 g CO2/kWh) [5]. |
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Klimabilanz von Heizungssystemen  Großansicht. S.15 |
Die Treibhausgas-Bilanz würde deutlich besser ausfallen, falls die Wärmepumpe mit Erdgas statt mit Strom angetrieben wird
und die Abwärme der Wärmepumpe zusätzlich für die Gebäudeheizung (KWK) genutzt wird: ca.148/4 g CO2/kWh = 37 g CO2/ kWh [6]. Wird die Wärmepumpe mit Biogas angetrieben, liegt der Emissionswert bei Null, weil nur soviel CO2-emittiert wird wie zuvor beim Wachstum der Biomasse aus der Umwelt entnommen wurde. Wird zusätzlich noch die Abwärme der Pumpe für die Heizung genutzt (KWK), ergibt sich insgesamt sogar ein CO2-Einspareffekt, also ein negativer Emissionswert, denn durch die Abwärmenutzung reduziert sich der Einsatz von fossilen Energien und in der Folge der Treibhausgas-Ausstoß [7]. |
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Geothermie-Heizung und Kraftwerke Im Normalfall nimmt die Temperatur um 3 °C pro 100 m Tiefe zu, d.h. 100 °C heißes Wasser z.B. ist erst in einer Tiefe von rund 3300 m zu erwarten. Die Erdkruste weist aber an einigen Stellen Anomalien auf, die deutlich höhere Temperaturen bieten. In Neustadt-Glewe (Mecklenburg-Vorpommern) z.B. wird 98 ° C heißes Wasser aus 2250 m Tiefe genutzt, um damit mehrere Tausend Wohnungen ohne Wärmpumpe direkt zu heizen und ein Geothermie-Kraftwerk zu betreiben [8]. |
Geysire weltweit |
An Stellen vulkanischen Ursprungs liegen heiße Gesteinsschichten teils so oberflächennah, dass sie über Bohrungen wirtschaftlich erschlossen werden können. In Island (und ca. 35 weiteren Orten weltweit) dringt heißes Wasser sogar bis an die Oberfläche (Geysire) und stellt bereits mehr als 50 % der Primärenergie Islands bereit. Zusammen mit Wasserkraft deckt Island 99,9 % seines Stroms nur aus erneuerbaren Quellen [9]. Das technisch/ wirtschaftlich nutzbare Potenzial ist weitaus größer und Island könnte künftig zu einem wichtigen Exporteur erneuerbarer Energie werden ( -> europaweites Verbundnetz). |
Funktionsschema Großansicht/ Infos |
Das bundesweit erste Geothermie-Kraftwerk ging am 12.11.03 in Neustadt-Glewe (Mecklenburg-Vorpommern) ans Netz. Das Kraftwerk mit einer Nennleistung von 210 kW liefert Strom für etwa 500 Haushalte, wie die Erdwärme-Kraft GbR als Betreiber mitteilte. Zur Stromgewinnung nutzt die Anlage 98 °C heißes Wasser aus einer Tiefe von ca. 2250 m in der Erdkruste. Das mäßig heiße Tiefenwasser erhitzt einen organischen Stoff, der bereits bei ca. 30 °C siedet und so als Turbinendampf zum Antrieb von Generatoren genutzt wird. Das Niedrigtemperatur-Kraftwerk deckt laut Betreiberangaben den Bedarf von 500 Haushalten (Weitere Daten [BINE 09/2003]) Beispiele für Stromgestehungskosten aus Geothermie (in Cent/kWh): Norddeutsches Becken: 21,8 ohne KWK, 18,4 mit KWK; Oberrheingraben: 16,8 ohne KWK; 13,4 mit KWK [10] . Die Kosten liegen deutlich höher als bei anderen Ökostromarten, z.B.: Solarstromimport aus Spanien 9-12; Windpark an Land 8-9 bzw. auf See 6-8 [11] |
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Förderung durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) Nach der letzten Novellierung des EEG vom 25.10.08 wird Geothermie-Strom in Deutschland ab 2009 differenziert nach Leistungsgröße 20 Jahre lang mit einem konstanten Betrag gefördert (Angaben in Cent/kWh): bis 5 MW: 15; bis 10 MW: 14; bis 20 MW: 8,95, über 20 MW: 7,16 [12] |
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Potenzial der Geothermie
Laut DLR-Studie "Energie[r]evolution" könnte mit den derzeitigen technischen Möglichkeiten der gesamte Energieverbrauch der Erde durch Geothermie abgedeckt werden, das Potenzial liegt beim 5-Fachen. Verglichen mit anderen erneuerbaren Energien bietet die Geothermie global gesehen jedoch mit Abstand das niedrigste Potenzial: Biomasse 20-Fach, Wind 200-Fach, Sonne 2850-Fach [13]. Angesichts dieser Relationen scheint das Geothermie-Potenzial global gesehen weniger relevant zu sein. Regional (z.B Island) kann es aber schon derzeit eine herausragende Rolle spielen. Geothermie-Strom aus Island könnte auch in ein europaweites Stromnetz (Super-Grid) eingespeist werden [14]. |
Wasserstoffwirtschaft Großansicht/ Artikel |
In der Vergangenheit gab es immer wieder Diskussionen zur Nutzung der ergiebigen isländischen Geothermie für die Wasserstofferzeugung per Elektrolyse mittels Geothermie-Strom, um damit eine Wasserstoffwirtschaft zu initiieren [15]. |
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| Aktuelles / Archiv |
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| Presse-/ Online-Medien Datenbank |
Der Presse-/Medienspiegel (Tages-, Wochenzeitungen, Monatszeitschriften und Online-Medien sowie Infos aus Newslettern von Umweltverbänden und NGOs) bieten vielfältige aktuelle und Hintergrund-Informationen. Alle Datenbank-Einträge zum Thema: Geothermie |
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installierte EE-Leistung Welt 2010,2019  03.04.20 (1650) |
Statista: EE-Leistung hat sich in zehn Jahren verdoppelt Ende 2019 betrug die installierte Leistung Erneuerbarer Energien (EE) weltweit 2.537 GW, darunter Wasserkraft 1.190 GW, Windenergie 623, Solarenergie 586, Biomasse 124, Geothermie 14, Meeresenergie 0,5. Die Statista-Grafik vergleicht die installierte EE-Leistung der Jahre 2010|2019 in fünf Weltregionen: Asien 387|1119; Europa & Eurasien 392|679; Nordamerika 232|391; Süd- & Mittelamerika 154|237; Naher Osten & Afriak 39|71. Quelle: IRENA: Renewable Capacity Statistics 2020 Statista: Infotext Infografik
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Grüne Jobs 18.12.15 (629) |
dpa-Globus 10710: Grüne Jobs Die Anzahl der Beschäftigten (in Tausend (T)) im Bereich Erneuerbare Energien stieg von 161 T 2004 auf ein Allzeitmaximum von 400 T 2012. Danach sank sie auf 355 T im Jahr 2014, darunter (in T): Windenergie 149 T, Biomasse 120, Solarenergie 49, Geothermie 17, Wasserkraft 12, öffentlich geförderte Forschung/ Verwaltung 8. Besonders stark sank die Beschäftigtenzahl im Bereich Solarenergie: 2013 um knapp 40 % auf 68.500, 2014 um 28 % auf 49.300. Hauptgrund dafür war die Halbierung der Zahl installierter Photovoltaik-Anlagen. Nur in der Windbranche stieg die Anzahl der Arbeitsplätze. Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Infografik-Bezug
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EE-Förderung 08.03.12 (394) |
dpa-Globus : Förderung erneuerbarer Energien Die rote Kurve zeigt den Anstieg des Ökostrom-Anteils von 3,6 % im Jahr 1990 auf 19,9 % im Jahr 2011. Der starke Anstieg liegt vor allem an der Förderung Erneuerbarer Energien (EE) nach dem EEG. Das Kreisdiagramm stellt die Verteilung der EEG-Umlage von insgesamt 3,59 Ct/kWh auf die EE-Arten dar (in Ct): Solaranlagen 1,86; Biomasseanlagen 0,84; Onshore-Windkraft 0,45; Offshore-Windkraft 0,04; Wasserkraft, Gas- und Geothermieanlagen: 0,04; Sonstige 0,37. Großansicht: Bezug Großansicht: Galerie
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Energieverbrauch D-2012.  22.03.13 (112) |
AGEB-Jahresbericht: Energieverbrauch 2012 in Deutschland Im Vergleich zum Vorjahr stieg der Primärenergieverbrauch (PEV) 2012 um 0,9 % auf 13.645 PJ . Hauptgrund für den Anstieg war der erhöhte Wärmebedarf aufgrund wesentlich kühlerer Witterung, temperaturbereinigt sank der PEV 0,8 % infolge gedämpfter Konjunktur (BIP-Anstieg 0,7 % ). Der Verbrauch von Braun- bzw. Steinkohle stieg um 5,3 bzw. 3,1 %, Erdgas stieg um 1,4 %, Erdöl sank um 0,5 %. Durch die Stilllegung von Kernkraftwerken sank der Anteil der Kernenergie von 8,7 auf 8 % und die Erneuerbaren Energien stiegen von 10,8 auf 11,6 %. Der Bruttostromverbrauch betrug 595 TWh, der niedrigste Wert seit 2003. Die Bruttostromerzeugung stieg auf 617 TWh, wobei der Anteil der Kernenergie von 17,7 auf 16,1 % sank und die Erneuerbaren von 20,3 auf 22 % stiegen. Wichtigster Energieträger blieb aber die Braunkohle, deren Anteil sogar von 24,6 auf 25,7 % stieg, was wegen der hohen CO2-Emissionen besonders klimaschädlich ist. Download: Jahresbericht 2012: Energieverbrauch in Deutschland [pdf, 1,0 MB, AGEB 22.03.13]
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Erneuerbare Energien 23.02.11 (88) |
EurObservER: Der Stand der Erneuerbaren Energien in Europa Der alljährlich von EurObserv'ER publizierte Report stellt Daten zur Entwicklung der verschiedenen Erneuerbarer Energien (EE) (Windenergie, Photovoltaik, Solarthermie, Wasserkraft, Geothermie, Wärmepumpen, Biogas, Biokraftstoffe, Energie aus Müll, Biomasse, Solarthermiekraft (CSP), Meeresenergie) EU-weit und aufgeschlüsselt nach einzelnen EU-Staaten zusammen. Laut der diesjährigen 10.Ausgabe des Reports deckten regenerative Energien im Jahr 2009 in der gesamten EU 11,6 % des Brutto-Endenergieverbrauchs (EEV) ab, beim Stromverbrauch 18,2 %. 900.000 Beschäftigte in den verschiedenen EE-Branchen generierten einen Umsatz von 120 Mrd. Euro. Der parallel in englischer und französischer Sprache verfasste Report erläutert auch die sozio-ökonomische Bedeutung der Erneuerbaren Energien. Infos: Überblick/ Zusammenfassung [BINE, 23.2.11] Download: The State of Renewables Energies in Europe, 10.Edition [pdf, 10,1 MB]
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Erneuerbare Stromversorgung 26.01.11 (87) |
SRU: Wege zur 100 % erneuerbaren Stromversorgung In seinem Sondergutachten zeigt der SRU anhand verschiedener vom DLR berechneter Szenarien, dass eine Vollversorgung mit Ökostrom in Deutschland bis 2050 machbar, sicher und ökonomisch vorteilhaft ist. Als günstigste Variante erweist sich ein Stromverbund mit Skandinavien mit seiner enormen Pumpspeicherkapazität (Norwegen 84 TWh, Schweden 36 TWh), die zur Speicherung von Windstrom vorteilhaft sind. Atom- und Kohlestrom mit CCS hält der SRU für nicht nachhaltig und lehnt daher die Laufzeitverlängerung von Atom- wie auch den Neubau von Kohlekraftwerken ab. Stattdessen sollen Energieeffizienz und Energiesparen sowie ein moderater Ausbau von Gaskraftwerken als Brückentechnologie zur Energiewende fungieren. Laut SRU sind nur die Erneuerbaren Energien vereinbar mit den Nachhaltigkeitskriterien der Generationengerechtigkeit und Risikovorsorge und daher langfristig die einzige absehbar nachhaltige Lösung für die Stromversorgung. Download: SRU Sondergutachten zur nachhaltigen Stromversorgung [pdf; 4,4 MB]
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| Bundesverband Geothermie |
Geothermische Vereinigung / Bundesverband Geothermie e.V. (GtV-BV) |
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Quellen / ergänzende Hinweise |
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| Stand: 20.11.08/zgh | Ermeuerbare Energien < Energie & Ressourcen |
 
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