Geothermie ist die ideale Ergänzung zu Erneuerbaren wie Wind und Solar. Die stärkere Nutzung könnte die Ablösung von Gas oder Kohle erheblich beschleunigen.
ständige Verfügbarkeit der Energie (WikiImages/Pixabay)
Geothermie würde auch den Bedarf an Wind- und Solaranlagen sowie an Pufferbatterien enorm vermindern. Da Geothermie wesentlich weniger Grundfläche braucht als fossile Kraftwerke, aber auch weniger als Windräder- oder Sonnenpaneele, sinken die Kosten und steigt die politische Akzeptanz. Der Stanford-Studie zufolge könnte komplette Umstellung der Energieversorgung auf Erneuerbare – unter verstärkter Einbeziehung der Geothermie – die Energiekosten von Industrie und Verbrauchern um rund 60 Prozent senken. Die Studie bezieht sich dabei auf sogenannte Enhanced Geothermal Systems, kurz EGS. Sie erschließen Hitze aus Gesteinschichten in einer Tiefe von mindestens drei Kilometern.
Noch größer sind die Einsparungen, wenn die Gesundheits- und Klimakosten einbezogen werden. Denn ohne die Schäden, die fossile Energien wie Erdöl, Erdgas oder Kohle verursachen, wie beispielsweise durch Krankheiten aufgrund von Luftverschmutzung oder Unwetter, reduzieren sich die Gesamtkosten sogar um 90 Prozent.
Nach dem Standford-Szenario genügte schon ein geringfügiger Anteil Tiefenenergie, um enorme Einsparungen im System zu ermöglichen. Zehn Prozent Anteil an der Stromversorgung reichen, um den Bedarf an Onshore-Windkraftkapazität um 15 %, an Solarenergiekapazität um 12 % und an Batteriespeichern um 28 % zu senken. Der gesamte Landbedarf ginge dann von 0,57 % auf 0,48 % der Gesamtlandfläche der Länder zurück. Dieser Unterschied erscheint geringfügig, er entspricht aber mehreren hundertausend Quadratkilometern. Besonders für dicht besiedelte Länder wie Singapur, Belgien, Deutschland oder Taiwan wirkt sich der verminderte Platzbedarf kostensenkend aus.
Energie rund um die Uhr
Auch die Grundlastfähigkeit der Geothermie senkt die Kosten – allerdings weniger stark als häufig vermutet. Die Ergebnisse widerlegen die Annahme, dass schwankende erneuerbare Energien in hohem Maße Reservekapazitäten benötigen, um Netzstabilität zu gewährleisten und Dunkelflauten zu vermeiden. Bereits ein geringer Anteil an Tiefenenergie reicht nach Einschätzung der Stanford-Forscher aus, um die derzeitige Rolle von Kohle-, Gas- oder Kernkraftwerken – die Bereitstellung einer Stromversorgung (Grundlast) rund um die Uhr – problemlos zu ersetzen.
Die von Wetter und Tageszeit unabhängige Geothermie bietet sich jedoch vor allem für die Versorgung netzunabhängiger Rechenzentren an, deren Anzahl weltweit zunimmt. Da Erdwärme stets verfügbar ist – im Gegensatz zu Windkraft und Photovoltaik – benötigten deren Geothermie-Anlagen weder Pufferturbinen auf fossiler oder atomarer Basis, noch Batterien.
Kosten für Geothermie sinken
Der Erstautor der Studie, Mark Z. Jacobson geht davon aus, dass Bohrgeschwindigkeiten und Kosten mittelfristig rapide sinken. Auch die Bohrgeschwindigkeiten würden sich erheblich beschleunigen. „Diese Geschwindigkeiten ermöglichen eine schnelle Realisierung von EGS-Projekten, im Gegensatz zur Kernenergie, deren Planungs- und Betriebszeit weltweit 12 bis 23 Jahre beträgt.“ Um Kosten zu senken, nutzen Geothermie-Betreiber verstärkt auch bereits bestehende Bohrlöcher von ehemaligen Erdgas oder -ölanlagen.
Jacobson setzt sich nicht nur für die Erschließung der sogenannten Tiefen Geothermie ein. Tiefe Geothermie erschließt – im Gegensatz zur oberflächennaher Nutzung – auch Erdschichten unterhalb der 400-Meter-Zone. Der Stanford-Forscher befürwortet vor allem EGS (Erweiterte Geothermische Systeme), also die energetische Erschließung von Gesteinsschichten in einer Tiefe zwischen drei und acht Kilometern.
Der Grund: Mit der Tiefe der Bohrung steigt die Temperatur des natürlichen oder künstlich eingebrachten Tiefenwassers. In der Regel beträgt die sogenannte geothermische Tiefenstufe rund 33 Meter. Das heißt: Mit wachsender Tiefe nimmt die Temperatur alle 33 Meter im globalen Schnitt um ein Grad zu. Druckwasser aus einem Bohrloch mit acht Kilometer Tiefe hätte folglich eine Temperatur von etwa 240 Grad Celsius. Damit sind Erweiterte Geothermische Systeme nicht nur in der Lage, Büros oder Wohnungen zu beheizen, sondern auch – ohne zusätzlichen Einsatz von Wärmepumpen – Strom zu erzeugen.
Das kalifornische Startup Quaise Energy will sogar in Tiefen von bis zu 20 Kilometern vordringen. Das so geförderte Druckwasser hätte Temperaturen von über 500 Grad. In Deutschland erreichen jedoch die tiefsten geothermischen Bohrungen bislang nur Tiefen etwa 5000 Meter. Im Raum Karlsruhe, wo die geothermische Tiefenstufe recht hoch ist, lässt sich bereits aus 3500 Meter Tiefe eine 160 Grad heiße Sole fördern.
Geothermie – unterschätzte Energiequelle
Tiefe Geothermie ist wohl die meist unterschätzte nachhaltige Energiequelle. Denn die Erde ist ein heißer Planet. Rund 99 Prozent der Erdmasse sind heißer als tausend Grad Celsius. Allein die oberen zehn Kilometer unserer Erdkruste, ein winziger und vergleichsweise kalter Teil der Erde, enthalten mit über 270 Milliarden Terawattstunden etwa hunderttausendmal mehr Energie als die Menschheit braucht. Ganz unproblematisch ist Erschließung der Erdtiefen allerdings nicht. In den vergangenen Jahren gab es einige wenige leichte Erdbeben als Folge geothermischer Bohrungen. Demgegenüber stehen jedoch weltweit mehrere hundert tiefe geothermische Anlagen, die problemlos laufen.
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