Geothermie

Stand der Dinge international und in der Schweiz

Geothermische Energie ist im Untergrund gespeicherte Wärme. Diese stammt aus dem Zerfall natürlicher Radioisotope im Gestein der Erdkruste und aus dem Wärmeaustausch mit dem tieferen Erdinnern. Der Begriff «Geothermie » setzt sich aus dem griechischen «geo» (Erde) und «thermos» (warm) zusammen. Über 99 Prozent der Erde sind heisser als 1000° C. Nur ein Tausendstel der Erdmasse – die obersten 3 Kilometer – ist kühler als 100° C. Somit bietet geothermische Energie CO2-freie Energiegewinnung – 24 Stunden täglich, 365 Tage im Jahr. Zudem besteht eine praktisch unendliche Verfügbarkeit, da der radioaktive Zerfall im Erdinnern konstant Wärme erzeugt.

In einer Tiefe von 10 bis 20 Metern liegt die Erdtemperatur in Mitteleuropa bei ca. 12° C. Bis zu dieser Tiefe beeinflusst das Klima die Temperatur. In tieferen Schichten wirken geothermische Gesetzmässigkeiten, d.h. alle 33 Meter steigt die Temperatur im Schnitt um ca. 1° C. Die hydrothermale Geothermie nutzt das in Erdschichten vorhandene warme Wasser. Bei der petrothermalen Geothermie hingegen wird kaltes Wasser in den tiefen Untergrund gepumpt. Um dort für das Wasser einen Durchlauf zu schaffen, werden das heisse, kompakte Gestein hydraulisch aufgepresst und damit Risse erzeugt. Das durch diese Risse fliessende Wasser erwärmt sich und kann je nach Tiefe unterschiedlich genutzt werden. Bis 440 Meter spricht man von untiefer Geothermie zum Heizen (Wärmepumpen) und Kühlen von Gebäuden inklusive Warmwasseraufbereitung oder als Prozesswärme für Gärtnereien und Schwimmbäder. Mitteltiefe Geothermie (bis 3000 Meter und ca. 100° C) dient zum Heizen von ganzen Quartieren, Bürogebäuden und Industrieunternehmen. Mit tiefer Geothermie (ab 3000 Meter und über 130° C) wird schliesslich Strom erzeugt.

Konsequenzen für die Schweiz

Die Schweiz hat, gemessen an der Bevölkerung, den grössten prozentualen Anteil an Erdsonden mit Wärmepumpen. Der Trend für neue Anlagen ist seit Jahren stark steigend. Heute wird ca. 5 Prozent der Wärmeenergie mit Erdsonden und Wärmepumpen gewonnen. Über die Substitution von Klimageräten durch Nutzung der untiefen Erdtemperatur von ca. 12° C gibt es noch keine Statistiken. Tiefe hydrothermale und petrothermale Anlagen gibt es bis heute nur im Ausland. In der Schweiz sollen unter anderem folgende Projekte den nächsten Jahren realisiert werden: Haute Sorne, Kanton/Stadt Genf, La Côte, Triengen, Horgen, Avenches. Wir stehen aber weltweit noch am Anfang der Lernkurve. Dank dem neuen Energiegesetz wird in der Schweiz stark in die Forschung investiert. Derzeit arbeiten rund 80 Forscherinnen und Forscher im Felslabor Grimsel sowie im Bedretto Deep Underground Lab. Kommerzielle Projekte in Basel, St. Gallen und Zürich waren noch nicht erfolgreich. In Genf sind aber erste mitteltiefe Bohrung zur Einspeisung ins Fernwärmenetz im Bau. Weltweit nimmt die Nutzung geothermischer Energie jedoch rasant zu, speziell die Tiefengeothermie zur Stromerzeugung, so z.B. in den USA, den Philippinen, Indonesien, Mexico oder der Türkei, und zur Wärmeerzeugung in China, den USA, Schweden, der Türkei und Japan.