Andreas Koch
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Verein Geothermie Thurgau
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Geothermie

Die Nutzung der Erdwärme nennt man Geothermie. Sie hat sich zum Hoffnungsträger für eine umfassende Energieversorgung entwickelt, weil in dieser Energiequelle eine enorme Chance zur Lösung der anstehenden Energieprobleme steckt. Als klimafreundliche und praktisch unerschöpfliche Energiequelle hat Erdwärme deshalb ausgezeichnete langfristige Perspektiven. Aus diesen Gründen gewinnt die Geothermie mehr und mehr an Bedeutung - auch und vor allem in der aktuellen Energiepolitik.

Geothermische Energie nennt man die unterhalb der Oberfläche der festen Erde gespeicherte (Erd)Wärme. Sie ist erneuerbar und nachhaltig. Und diese Energiequelle lässt sich CO2-neutral und sehr emissionsarm vor Ort  nutzen, - ohne Abbau von irgendwelchen Rohstoffen. Je nach Standort, resp. geologischen Verhältnissen kennt man verschiedene effiziente geothermische Nutzungsmöglichkeiten. 

Bekannt sind die durch Vulkanismus entstandenen heissen Springquellen: Jedesmal von Neuem ein geothermisches, viel bestauntes Naturspiel.

Geothermie

Vorteile der Geothermie

Der entscheidende Vorteil von Geothermie im Vergleich beispielsweise zu Solar- oder Windenergie liegt in der Tatsache, dass sich diese Energiequelle unabhängig von Tageszeit, saisonalen Einflüssen oder Klima jederzeit zur Wärmenutzung und zur Stromerzeugung nutzen lässt. Die vielfältigen Nutzungsvarianten ergeben sich dabei aufgrund der verschiedenen Tiefenbereiche mit ihren unterschiedlichen Temperaturen. Normalerweise betragen diese Temperaturen in einer Tiefe von 500 Metern um 25-30 °C und auf 1000 Metern unten um 35-45 °C. In speziellen geologischen Regionen finden sich in diesen Tiefen sogar Temperaturen von 100 °C , 200 °C oder noch höher!

Ein weiterer wesentlicher Vorteil von Geothermie: Durch die breite Nutzung von Erdwärme lässt sich die Abhängigkeit von (ausländischer) Fremdenergie markant senken, resp. sogar gänzlich eliminieren. Die zahlreichen unterschiedlichen Anwendungsformen zeigen eindrucksvoll, dass sich die Erdwärme vielfältig nutzen lässt, resp. dass noch vieles ungenutzt ist.

Geothermie

Laut GEOTHERMIE CH nimmt unser Land im internationalen Vergleich der Nutzung von Geothermie in Form von Niedertemperaturwärme einen Spitzenplatz ein. Bei der Wärmeerzeugung mit Erdwärmesonden, Geostrukturen, Tunnelwässer usw. konnten bereits zahlreiche Installationen realisiert werden. Inzwischen sind jedoch bereits Projekte initiiert, die zur Stromerzeugung mit tiefer liegender geothermischer Energie führen sollen.

Untiefe Geothermie

Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen in den verschiedenen Tiefenbereichen unterscheidet man zwischen untiefer und tiefer Geothermie. Die oberflächennahe Nutzung der Erdwärme mittels Wärmepumpe bezeichnet man als Untiefe Geothermie. Dazu wird eine Erdwärmesonde als vertikaler Wärmetauscher in einer Tiefe von 150 bis 300 Meter verlegt, um die dort vorherrschenden konstanten Temperaturen um 20 °C zu nutzen. Eine Wärmepumpe erhöht die Temperatur auf jenes Niveau, das die Beheizung von Wohnräumen  ermöglicht und/oder den Warmwasserbedarf deckt.

Tiefe Geothermie

Im Erdinnern existieren Temperaturen von bis zu 6'000 °C. In den Gesteinsschichten auf 4000 bis 6000 Metern  Tiefe liegen die Temperaturen immer noch bei 150 bis 200 °C.

Diese Tiefe Geothermie kann grundsätzlich auf zwei Arten genutzt werden. Führen die Gesteinsschichten im Untergrund Wasser (Aquifere), kann die Wärme daraus direkt genutzt werden. Diese Methode wird als Hydrothermales System bezeichnet. 
Um das in den tiefen Aquiferen zirkulierende heisse Wasser zu gewinnen, braucht es einen Wasserkreislauf. Über eine erste Bohrung wird das von der Erde auf natürliche Weise erhitzte Wasser an die Erdoberfläche befördert zur Wärmegewinnung und/oder für die Stromproduktion. Das abgekühlte Wasser wird über eine zweite Bohrung wieder in die Tiefe gepresst, womit der Kreislauf geschlossen ist. Liegt die Wassertemperatur höher als 100 °C, kann zudem Strom erzeugt werden.

Hydrothermale Geothermie

Führen die Gesteinsschichten im Untergrund jedoch kein Wasser, kommt das Petrothermale System zur Anwendung.
Dabei wird über eine erste Bohrung (Injektionsbohrung genannt) Wasser mit Hochdruck in den kristallinen Untergrund gepresst, so dass eine Klüftung entsteht. Über eine zweite Bohrung (die so genannte Produktionsbohrung) wird ein künstlicher Wasserkreislauf in Gang gesetzt. Die Fachwelt nennt dieses System «Hot-Dry-Rock-Verfahren».
Dank den höheren Temperaturen bis ca. 200 °C eignet sich die Petrothermale Geothermie optimal zur Wärmegewinnung und Stromproduktion.

Petrothermale Geothermie

In Südbayern, wo die geologische Situation ähnlich ist wie bei uns in Teilen der Ostschweiz, sind bereits mehrere Erdwärme-Kraftwerke in Betrieb. Sie beziehen ihre Energie aus wasserführenden Gesteinsschichten und erzeugen auf klimafreundliche und nachhaltige Weise Wärme und Strom.