Die Kraft des Planeten Erde
Mit einer Temperatur von rund 5.400 Grad Celsius ist der Kern unseres Planeten fast so heiß wie die Sonnenoberfläche. Diese enorme Wärmemenge, die vom Kern abgegeben wird, strahlt zur Erdoberfläche und wird in Gesteinen und unterirdischem Wasser gespeichert, sodass wir sie gewinnen können. Tatsächlich steigt die Temperatur in den meisten Teilen Europas mit jedem gebohrten Kilometer um etwa 25–30 °C.
Wo und wie bohren wir?
Um die Wärme aus dem Untergrund zu gewinnen, müssen wir zunächst Wasser in sogenannten Geothermie-Reservoirs finden. Wenn die Porosität und Durchlässigkeit des Reservoirs hoch genug ist, kann Wasser mit hoher Geschwindigkeit an die Oberfläche gepumpt werden. Diese Reservoirs liegen 1.000 bis 3.000 Meter unter der Erdoberfläche – also ziemlich tief. Um diese Tiefe zu erreichen, müssen wir mehrere Untergrundschichten durchbohren, darunter auch Trinkwasserschichten. Zum Schutz des Trinkwassers ist die Bohrung mit mehreren „Teleskop“-Stahlrohren und Zement ausgekleidet. Zudem werden die Bohrungen werden regelmäßig auf Lecks überprüft.
Das geothermische Heizkraftwerk
Eine geothermische Heizanlage besteht aus mindestens zwei unterirdischen Bohrungen und einer oberirdischen Anlage, auch Heizkraftwerk genannt. Es werden zwei Arten von Bohrungen gebohrt: eine Produktionsbohrung, aus der das heiße Wasser nach oben gepumpt wird, und eine Injektionsbohrung, in der das abgekühlte Wasser wieder nach unten gepumpt wird. Die Bohrungen sind im Reservoir etwa 1.000 Meter voneinander entfernt. Der genaue Abstand hängt von einer Reihe von Untergrundfaktoren ab und die Bohrungen werden stets so platziert, dass optimale Druck- und Temperaturverhältnisse im Untergrund gewährleistet sind.
Das geothermische Wasser zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf: Das Wasser wird durch die Produktionsbohrung zum Heizwerk gepumpt. Dort wird die Wärme über einen Wärmetauscher an das Fernwärmesystem übertragen, wodurch das geothermische Wasser und das Wasser im Fernwärmenetz getrennt bleiben. Eine Wärmepumpe sorgt außerdem dafür, dass das Wasser die richtige Temperatur hat und entzieht dem geothermischen Wasser Wärme. Abschließend wird das abgekühlte geothermische Wasser durch die Injektionsbohrung direkt zurück in den Untergrund gepumpt. Nach einem Zeitraum von etwa 30 Jahren wird sich das unterirdische Reservoir leicht abgekühlt haben und die Bohrungen müssen einige Kilometer entfernt verlegt werden, damit sich das Reservoir wieder erwärmen kann.
