Was so ein Vulkan auf Island doch alles bewirken kann: Bei Jules Verne beginnt dort auf dem Kraterboden des Snæfellsjökull die Reise zum Mittelpunkt der Erde. In unseren Tagen legt die Asche des Eyjafjallajökull mal eben den Luftreiseverkehr lahm. Grund genug für futux°, über Vulkanismus und Geothermie zu berichten.
Wenn wir Tag für Tag über die Erde laufen, merken wir gar nichts davon: Bereits ein Kilometer unter uns herrschen im Erdinneren Temperaturen von 35 bis 40 Grad Celsius. Dass es da unten ganz schön warm ist, wissen Bergleute längst. Und je tiefer es geht, desto heißer wird es auch. Der durchschnittliche Temperaturanstieg je 100 Meter liegt bei 3 Grad Celsius. Summa summarum wird die Temperatur im Mittelpunkt der Erde auf bis zu 7.000 Grad Celsius geschätzt. Was die bereits oben erwähnte Reise zu einem zwar unmöglichen, aber als damaligen Zukunftsroman immerhin recht unterhaltsamen Unternehmen macht. Aber das nur am Rande.
Die Erde ist eine heiße Kugel und somit ein unerschöpflicher Energiespeicher. Allein mit der in den oberen drei Kilometern der Erdkruste gespeicherten Energie wäre der weltweite Energiebedarf theoretisch die nächsten schlappen 100.000 Jahre gedeckt. Kein Wunder also, dass die Geothermie bereits heute zum Energiemix der Zukunft gehört.
Die Erdhülle besteht aus einzelnen Platten, die auf dem flüssigen Gestein des Erdmantels schwimmen. Ihre Bewegung wird spürbar, wenn sich die Spannung zwischen den Erdplatten in Beben entlädt. Oder wenn sich das flüssige Erdinnere an den Bruchstellen und Rändern einen Weg an die Oberfläche bahnt. Im tiefen Erdinnern sind gigantische Prozesse mit hohen Temperaturen am Werk: Vulkane geben uns einen Eindruck davon.
Geologen schätzen, dass es sich bei 30 bis 50 Prozent der hohen Temperaturen um Restwärme aus der Zeit der Erdentstehung handelt. Zusätzlich heizen radioaktive Zerfallsprodukte die Erdkruste in ihrem Inneren auf. Mit all der Hitze wärmt unser blauer Planet sogar den Weltraum: Die tägliche Abwärme der Erde übersteigt nach aktuellen Schätzungen den weltweiten Energiebedarf um das 2,5-fache.
Bereits die Römer machten sich die Erdwärme zunutze: Ihre Thermen und unterirdischen Heizungssysteme zeugen von Innovation und Kreativität. Doch erst zu Beginn des 19.Jahrhunderts nahm das weltweit erste mit Wasserdampf betriebene Erdwärme-Kraftwerk seine Arbeit auf. Immerhin auch im Land der Römer; entwickelt vom italienischen Adeligen Piero Ginori Conti. Von da an ging es mit der technologischen Entwicklung rapide voran.
In Ländern, die durch ihre geologischen Besonderheiten einen direkteren und schnelleren Zugang zur Erdwärme haben, passiert natürlich besonders viel. Island deckt den größten Anteil seines Wärmebedarfs durch geothermische Kraftwerke. Die USA, die Philippinen, Mexiko und in Europa Italien setzten auf die regenerative Energie aus unterirdischen Heißwasserreservoiren.
Das „Hot-Dry-Rock-Verfahren” (HDR) ist eine neue Technologie, die den Bau von Kraftwerken in Gegenden möglich macht, die nicht auf wasserführenden Schichten liegen. Zunächst wird Wasser über Bohrungen in mehrere Kilometer Tiefe in das Erdinnere gepresst. Dort heizt sich das Wasser auf und gibt nach der Rückkehr zur Erdoberfläche über einen weiteren Bohrkanal seine Energie an einen Wärmetauscher ab. In Soultz-sous-Forêts im Elsass steht das europäische Pilotkraftwerk und arbeitet seit 2008.
Zunehmend nutzten auch Haushalte ein Erdwärme-Sondensystem. Damit kann bereits in wenigen Metern Tiefe genügend Energie für Heizzwecke gewonnen werden. Allerdings ist Erdwärme nicht immer die wirtschaftlichste Lösung. Wenn Leistung und Verbrauch nicht aufeinander abgestimmt sind, kommen noch zusätzliche Heizkosten über Strom dazu. Vor Baubeginn ist also eine qualifizierte Fachberatung angeraten. Denn auch der Bohruntergrund kann Risiken bergen: Das „Deep-Heat-Minig“-Projekt in Basel musste Ende 2006 gestoppt werden. Die Erschließung des Gesteins durch die HDR-Methode (siehe oben) sollte nur Mikrobeben auslösen. Stattdessen kam es zu massiven Erdbewegungen, die Schäden in Höhe von rund 2,5 Millionen Euro verursachten. Einige Kilometer nördlich in Staufen im Breisgau glaubt man, dass für die anhaltenden Hebebewegungen des Untergrunds im Stadtkern Geothermie-Bohrungen verantwortlich sind. Experten vermuten, dass Grundwasser in die ursprünglich abgeschlossene Gips-Keuper-Schicht gelangte. Jetzt quillt die Schicht auf.
Insgesamt ist in Deutschland der Anteil der Geothermie an erneuerbaren Energien gering. Noch. In Mecklenburg-Vorpommern ging 2003 das erste Erdwärmekraftwerk ans Netz, das zusätzlich zur Wärme auch Strom erzeugt. Und Wärmepumpen, die Erdwärme direkt nutzen, verzeichnen pro Jahr Zuwachsraten von über 100 Prozent. Natürlich ist alles auch bis ins Kleinste geregelt: Das Bundesberggesetzt klassifiziert Erdwärme als „bergfreien Bodenschatz“. Wer ein Grundstück besitzt, besitzt damit nicht auch automatisch die Erdwärme: Um sie zu nutzen, braucht der Besitzer des Grundstücks eine – Genehmigung.
Quelle: Energie und Freizeit aktuell, Nr. 4, 2009