Bullerofen Erde seit 4,6 Milliarden Jahren
Bullerofen Erde für die nächsten 4,6 Milliarden Jahren

Die Erde entstand wie die Sonne und die anderen Planeten unseres Sonnensystems vor etwa 4,6 Milliarden Jahren, als sich Sonnennebel, Staub und Gesteinsbrocken zu einem Planeten verdichteten. Nach ihrer Entstehung war die Erde zuerst eine glühende Kugel.

Über Jahrmillionen kühlte sich die Erde an der Oberfläche ab. Doch im Inneren ist die Erde nahezu so heiß wie am ersten Tag. Das liegt zum einen am flüssigen Erdinneren, dem Erdkern, der über 6.000 Grad Celsius heiß ist. Von dort aus transportieren heiße Magmaströme im zähen Erdmantel die Wärme nach oben, wo sie unter der starren Erdkruste wie unter einem Deckel eingeschlossen bleibt. Zum anderen wird im Erdinneren immer noch Wärme nachproduziert, weil viele Elemente der Erde einem natürlichen Zerfall unterliegen, der für einen kontinuierlichen Nachschub an Wärme sorgt – für die nächsten Milliarden Jahre.

Weitere Informationen unter
https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/temperatur-im-erdinnern/16393

Heiße Tiefe alle 100 Meter + 3 °C

Die Temperaturen der Geothermie-Projekte im bayerischen Molassebecken zeigen eine sehr einheitliche Erwärmung, je tiefer man kommt. Im Münchner Norden liegen die Temperaturen in rund 2.000 Meter Tiefe bei +/- 80 Grad Celsius, im Münchner Süden und im südlichen Münchner Landkreis in einer Tiefe zwischen 3.500 und 4.000 Meter zwischen 110 und 130 Grad Celsius.

In geologisch anderen Schichten kann die durchschnittliche Zunahme der Erwärmung von rund + 3 °C alle 100 Meter auch variieren. So heißt es bei https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/temperatur-im-erdinnern/16393

„Die kontinentale Erdkruste hat eine mittlere Mächtigkeit von 30 km (…) Da die Anzahl der tiefen Bohrungen sehr gering ist, gibt es gesicherte Kenntnisse über die Temperatur-Tiefenverteilung in bestimmten Regionen oder tektonischen Einheiten lediglich bis zu einer Tiefe von ca. 5 km (…). Durch ein transkontinentales Profil durch Europa von den Pyrenäen bis Westsibirien wird verdeutlicht, dass bereits in 5 km Tiefe Temperaturunterschiede zwischen verschiedenen tektonischen Einheiten von >100ºC auftreten. Im Bereich der präkambrischen Osteuropäischen Plattform nimmt die Temperatur vergleichsweise langsam mit der Tiefe zu, hohe Temperaturwerte treten in tektonisch jungen Gebieten auf.“

Über 50% der Primärenergie
geht in Wärme und Kälte

Fasst man den Raumwärmedarf in privaten Haushalten, die Gebäudekühlung sowie die Prozesswärme der Industrie zusammen, entfallen darauf 54% der Primärenergie in Deutschland – mehr als für den Sektor Strom und Verkehr zusammen. Dies zeigt die enorme Bedeutung der Wärmewende.

70 % Anteil der Raumwärme am Energieverbrauch in privaten Haushalten

„Die privaten Haushalte benötigen seit 1990 tendenziell etwas weniger Energie. Die Raumwärme macht nun rund 70 % des Energieverbrauchs in Haushalten aus, da über die Jahre unter anderem die zu beheizende Wohnfläche zugenommen hat. Erdgas und Heizöl weisen hier den höchsten Verbrauch auf, auch erneuerbare Wärme wird verstärkt in diesem Sektor eingesetzt. Eine spezielle Darreichungsform von Wärme in diesem Sektor ist Fernwärme aus fossilen und erneuerbaren Brennstoffen.“

https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/energieverbrauch-nach-energietraegern-sektoren

„Private Haushalte verbrauchten im Jahr 2017 ca. 651 Terawattstunden (TWh) Energie, das sind 651 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh). Dies entsprach einem Anteil von gut einem Viertel am gesamten Endenergieverbrauch in Deutschland. Sie verwendeten mehr als zwei Drittel ihres Endenergieverbrauchs, um Räume zu heizen.“

https://www.umweltbundesamt.de/daten/private-haushalte-konsum/wohnen/energieverbrauch-privater-haushalte#endenergieverbrauch-der-privaten-haushalte

Im Energieverbrauch liegt Wärme weit vor Strom „In den privaten Haushalten werden über 90 % der Endenergie für Wärmeanwendungen verbraucht. Hierbei entfallen allein rund zwei Drittel auf den raumwärmebedingten Endenergieverbrauch, der stark von der Witterung abhängt und daher größeren Schwankungen unterworfen ist. Für Raumwärme setzen die privaten Haushalte überwiegend Erdgas als Energieträger ein.
Auch im Sektor Gewerbe, Handel, Dienstleistungen dominieren Wärmeanwendungen mit über 60 Prozent den Endenergieverbrauch. Hierbei ist die Raumwärme für rund die Hälfte des EEV verantwortlich, wobei ebenfalls überwiegend Erdgas für die Wärmebereitstellung eingesetzt wird. In der Industrie hat Prozesswärme mit über 60 % den größten Anteil am Endenergieverbrauch. Der hohe Anteil an Kohlen ist Resultat der umfassenden Verwendung bei der Stahlerzeugung.“

https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/energieverbrauch-fuer-fossile-erneuerbare-waerme#warmeverbrauch-und-erzeugung-nach-sektoren

>200 Mrd. Euro p.a.
Öl-, Gas- und Kohle-Importe in Deutschland

„Deutschland ist ein rohstoffarmes Land. Rund 70 Prozent des Energieaufkommens wird durch Importe diverser Energieträger gedeckt. Um die Versorgung zu sichern, sollte die Importabhängigkeit verringert und die Vielfalt an Lieferländern und Transportstrukturen erhöht werden.“

Importabhängigkeit verringern
„Importiert werden vor allem die Energieträger Mineralöl, Gas, Steinkohle und Uran. Uran zur Kernenergienutzung wird zu 100 % eingeführt, ebenso wird Mineralöl vollständig aus dem Ausland bezogen. Auch Erdgas wird zum größten Teil importiert. Die inländische Produktion von Steinkohle wurde 2018 beendet. In den kommenden Jahren wird Deutschland nicht nur bei den Energieträgern Uran und Steinkohle, sondern auch bei Erdöl und Erdgas vollständig auf Importe angewiesen sein. Um die Abhängigkeit von Energieimporten zu verringern, sollten erneuerbare Energien weiter ausgebaut und Lieferländer und Transportstrukturen diversifiziert werden. Auch das Einsparen von Energie hilft, genügend Energieträger verfügbar zu halten.“

https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/primaerenergiegewinnung-importe

Auch bei der Braunkohle ist der Abbaustopp beschlossen.

Top COP
Aus 1 MWh Strom werden im Geothermie-Heizwerk
20 bis 40 MWh Wärme

Eine wichtige Kennzahl für den Betrieb von Wärmepumpen ist der COP-Wert. COP steht für „Coefficient of Performance“ und bezeichnet die Effizienz der Wärmepumpe. Der COP-Wert gibt das Verhältnis von Wärmeleistung und der dazu erforderlichen Antriebsenergie (Strom) an.

Wärme aus Tiefengeothermie hat einen besonders attraktiven COP – der Strom wird insbesondere für den Betrieb der Tiefenpumpe benötigt, die das heiße Wasser aus der Produktionsbohrung nach oben transportiert. Der COP eines Geothermie-Heizwerks liegt je nach Betriebsparametern zwischen 1:20 und 1:40. Das heißt aus 1 MWh elektrischer Energie werden im Geothermie-Heizwerk 20 bis 40 MWh thermische Energie.

Langfristige Wirtschaftlichkeit

Immer wieder hören wir das „Argument“, die Wärmegestehungskosten fossiler Energieträger seien durch Tiefengeothermie nicht erreichbar. Die Antwort ist eine zweifache:

Antwort 1:
„Stimmt, weil die heutigen Förderbedingungen die Geothermie enorm benachteiligen.“

Antwort 2:
„Stimmt nicht. Denn wenn die Förderbedingungen ein ebenes Spielfeld herstellen, kann die Geothermie die heutigen Wärmegestehungskosten fossiler Energieträger sogar noch unterbieten.“

Gerne zeigen wir Ihnen das anhand konkreter Rechenbeispiele.

Wertschöpfung durch Geothermie

Statt jährlich Milliarden in den Kauf von Kohle, Öl und Gas zu stecken, sorgt die Nutzung von Geothermie für Wertschöpfung in Deutschland. Von Geothermie-Projekten, neuen Fernwärmenetzen und der Dekarbonisierung bestehender Fernwärmenetze profitieren Handwerk, Industrie und Dienstleistung in Deutschland. Dauerhaft.

Der AGFW e.V. hat dies durchgerechnet in seinem Konzept für die Wärmewende, der 40/40-Strategie. Da heißt es

1. Treibhausgasemissionen werden reduziert
Durch die Realisierung der 40/40-Strategie und im Zusammenspiel mit der energetischen Gebäudesanierung kann bis 2050 eine Reduktion der CO2-Emissionen um ca. 80 % erreicht werden (ggü. 1990).

2. Anteil der erneuerbaren Energien in der Wärmeversorgung steigt
Laut Studie kann der Anteil der erneuerbaren Energien in der Fernwärmeerzeugung bis 2050 auf 73 % erhöht werden. Der Erzeugungsmix wird sehr viel breiter aufgestellt sein und bis 2050 einen hohen Anteil erneuerbarer Energien und Abwärme aufweisen.

3. Arbeitsplätze werden gesichert und neue geschaffen
Mit der Umsetzung der 40/40-Strategie sind positive Arbeitsplatzeffekte verbunden. Jede Million Euro Umsatz, die mit der Ausbaustrategie erwirtschaftet wird, steht für ca. 7 bis 9 Arbeitsplätze in den Kommunen.

4. Wertschöpfung in der Region wird generiert
Der Ausbau der Fernwärme mit erneuerbaren Energien generiert bis 2050 eine erhebliche regionale Wertschöpfung. Bezogen auf die hierfür erforderlichen Investitionen entfallen auf jeden Euro ca. 45-72 Cent - im Mittel 60 Cent - regionale Wertschöpfung, die in der Region verbleiben.

https://www.agfw.de/energiekonzepte/7070-4040-strategie/

Alleskönner Geothermie

Geothermie kann Wärme – und Geothermie kann Kälte. Sie ist geeignet für die Fernwärmeversorgung und genauso für die Gebäudekühlung. Menschen nutzen sie bereits seit tausenden Jahren – in den Thermen von Rom wie in denen von Athen und Umgebung. So kann zum Beispiel die Stadt Edipsos auf der griechischen Insel Euböa rund 80 Quellen vorweisen, die seit der Antike genutzt werden.

Geothermie ist seit tausenden Jahren Standortvorteil und Motor von Entwicklung.

95% Fündigkeit bei Geothermie-Bohrungen in Deutschland

Von 82 Tiefengeothermie-Bohrungen in Deutschland waren 78 fündig, das heißt sie erschlossen eine Quelle, die für die Wärmeversorgung nutzbar ist. Immer genauere Seismik-Untersuchungen tragen dazu bei, dass Wärmepotenzial im Untergrund immer präziser identifiziert und gezielt angebohrt werden kann. (nach Angaben des Bundesverbands Geothermie)

365 Tage p.a.
deckt Geothermie den Wärmebedarf ab. Grundlastfähig!

Geothermie ist völlig unabhängig von Jahres- und Tageszeiten sowie von Wetterereignissen jeder Art und daher grundlastfähig. Das prädestiniert die Geothermie für die Wärmeversorgung – denn die muss auch dann sicher funktionieren, wenn keine Sonne scheint und kein Wind weht.

Mehr als 10fache CO₂-Ersparnis
Geothermischer Fernwärme gegenüber Wärme aus fossilen Energieträgern

„Der Betrieb geothermischer Heizwerke selbst ist emissionsfrei, so dass direkte Emissionen nicht zu berücksichtigen sind.“

https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2019-11-07_cc-37-2019_emissionsbilanz-erneuerbarer-energien_2018.pdf - Seite 125

Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger
Bestimmung der vermiedenen Emissionen im Jahr 2018

„Insgesamt werden in allen Verbrauchssektoren fossile Energieträger zunehmend durch erneuerbare Energien ersetzt und damit dauerhaft Treibhausgas- und Luftschadstoffemissionen vermieden. Die Ergebnisse zeigen darüber hinaus, dass eine differenzierte Betrachtung verschiedener Technologien und Sektoren sinnvoll und notwendig ist, wenn es z.B. darum geht, gezielte Maßnahmen zum Klimaschutz und der Luftreinhaltung abzuleiten, da sich die spezifischen Vermeidungsfaktoren für die untersuchten Treibhausgase und Luftschadstoffe teilweise erheblich unterscheiden. Im Ergebnis weist die Netto-Emissionsbilanz der erneuerbaren Energien unter Berücksichtigung der Vorketten eine Vermeidung von Treibhausgasemissionen in Höhe von rund 187 Mio. t CO2 -Äquivalente (CO2-Äq.) im Jahr 2018 aus. Auf den Stromsektor entfielen 140 Mio. t CO2-Äq., davon sind 124 Mio. t der Strommenge mit EEG-Vergütungsanspruch zuzuordnen. Im Wärmesektor wurden 35 Mio. t und durch biogene Kraftstoffe 8 Mio. t CO2-Äq. vermieden.“

https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2019-11-07_cc-37-2019_emissionsbilanz-erneuerbarer-energien_2018.pdf

Saubere Luft durch Geothermie
Keine Stickoxide, kein Feinstaub

„Im Hinblick auf versauernd wirkende Luftschadstoffe trägt die Nutzbarmachung erneuerbarer Wärme aus Tiefengeothermie erheblich zur Entlastung bei. Dies gilt auch für weitere Luftschadstoffe wie Staub, Kohlenmonoxid und flüchtige organische Verbindungen.“

https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2019-11-07_cc-37-2019_emissionsbilanz-erneuerbarer-energien_2018.pdf - Seite 126

336 MW thermisch
installierte Wärmeleistung durch Geothermie in Deutschland

Tiefe Geothermie (Bohrtiefe > 400 m)
Anzahl der Anlagen in Betrieb: 37
Heizwerke (Wärmeproduktion; inkl. Heizkraftwerke): 33
Kraftwerke (Stromproduktion; inkl. Heizkraftwerke): 9
Heizkraftwerke (Wärme + Strom): 5

installierte Wärmeleistung: 336,51 MW
installierte elektrische Leistung: 37,13 MW

Anzahl der Anlagen in Bau: 3
Anzahl der Forschungsprojekte: 5
Anzahl der Anlagen in Planung: ca. 30

https://www.geothermie.de/geothermie/geothermie-in-zahlen.html

-1 m: heizt ein Haus
-100 m: heizt ein Quartier
-3.000 m: heizt eine ganze Stadt

Geothermie ist hochflexibel. Ob als oberflächennahe oder Tiefe Geothermie, ob als hydrothermale oder petrothermale Geothermie – Erdwärme ist da. Und sie ist nutzbar.

Schnellster Klimaschützer
Erneuerbare Energie in Bestandsnetzen

Ballungsräume verfügen in Deutschland oft bereits über Fernwärmenetze, die bisher überwiegend durch fossile Energieträger gespeist werden. Der Ausbau der Geothermie ist der schnellste Weg zur Dekarbonisierung bestehender Fernwärmenetze und damit zur Erreichung städtischer Klimaschutzziele.

100 TWh p.a. bis zum Jahr 2050 Potenzial der auf Basis von Tiefer Geothermie bereitgestellter Wärme

„Das Leibniz Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) beziffert das technische Potenzial der auf Basis von Tiefer Geothermie bereitgestellten Wärme bis zum Jahr 2050 auf bis zu 100 TWh pro Jahr. Die Oberflächennahe Geothermie könnte zudem bis zu 50 % der benötigten Wärme beitragen, wie eine Potenzialstudie des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen zeigt.“ Dr. Erwin Knapek, Präsident des Bundesverbandes Geothermie:

https://www.geothermie.de/fileadmin/user_upload/Aktuelles/Presse/Pressemitteilungen/Pressemitteilungen_2020/PM_20200416_Konjunkturprogramm.pdf

Hohe Messlatte
Klimaschutzziele in der EU und in Deutschland

„Sowohl die EU als auch Deutschland haben sich ambitionierte Klimaschutzziele gesetzt: Bis 2050 sollen die jährlichen Treibhausgas (THG)-Emissionen im Vergleich zu 1990 um 80 bis 95 Prozent sinken. Zwischenziele bestehen für 2020 und 2030. Die Ziele sind im Lichte der Ergebnisse der Klimakonferenz in Paris zu betrachten. Die Weltgemeinschaft einigte sich dort Ende 2015 auf das Ziel einer treibhausgasneutralen Weltwirtschaft zwischen 2050 und 2100.“

https://www.bmu.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Klimaschutz/klimaschutz_in_zahlen_klimaziele_bf.pdf

Das Klimaziel für die EU und Deutschland ist anspruchsvoll: In der EU sollen 40% der Treibhausgas-Emissionen bis 2030 gegenüber 1990 eingespart werden, in Deutschland sogar 55%.