Geothermie

Der Begriff „Geothermie“ stammt aus dem Griechischen und bedeutet „Wärme aus der Erde“ beziehungsweise „Erdwärme“ (Bundesministerium für Umwelt, 2007). Geothermische Energie ist die in der Erde gespeicherte Wärmeenergie. Sie zählt daher zu den regenerierbaren Energiequellen.

Erdwärme beruht im Wesentlichen auf der von der Sonne eingestrahlten Wärmeenergie und dem vom Erdinneren zur Erdoberfläche gerichteten terrestrischen Wärmestrom. Die von der Sonne eingestrahlte und die von der Erdoberfläche an die Atmosphäre abgegebene Wärmeenergie sind hierbei maßgebend für die Temperaturen in den oberflächennahen Schichten bis zu einer Tiefe von etwa 10–20 Meter. In den tieferen Schichten ist zunehmend der terrestrische Wärmestrom maßgebend.

Die Quellen des terrestrischen Wärmestroms sind unter anderem die bei der Erdentstehung frei gewordene Energie und die durch den Zerfall radioaktiver Isotope frei gesetzte Energie.

Unterhalb des Einflussbereichs der Sonneneinstrahlung, das heißt unterhalb etwa 10 bis 20 Meter, steigt die Temperatur in der Regel kontinuierlich an. Die auf eine lotrechte Strecke (z. B. 100 m) bezogene mittlere Temperaturzunahme wird hierbei als geothermischer Gradient bezeichnet. In Deutschland beträgt der durchschnittliche geothermische Gradient 3 °C pro 100 Meter.

Bis zu einer Tiefe von 400 Meter spricht man von oberflächennaher Erdwärme. Da die Temperatur bis zu dieser Tiefe in der Regel auf nicht mehr als rund 20 °C ansteigt, ist die Nutzung der oberflächennahen Erdwärme zu Heizzwecken grundsätzlich nur durch den Einsatz einer Wärmepumpe möglich. (Quelle: Leitfaden Erdwärmenutzung).

Im Vergleich mit oberflächennaher Geothermie erschließt tiefe Geothermie Wärme (als Lagerstätte) erst ab einer Tiefe von mehr als 400 Meter und einer Temperatur von ca. 20 / 25 °C. Von tiefer Geothermie im eigentlichen Sinn sollte man aber erst bei Tiefen von über 1000 Metern und bei Temperaturen über 60 °C sprechen. Die Übergänge zwischen den einzelnen Systemen sind fließend.

Die Erschließung tiefliegender Erdwärme ist mit Ausnahme tiefer Erdwärmesonden eine direkte Nutzung, das heißt hier wird in großen Tiefen natürlich vorhandenes Thermalwasser oder künstlich eingebrachtes, aufgeheiztes Wasser an die Erdoberfläche gepumpt und dient sowohl der Stromversorgung als auch der direkten Beheizung von Gebäuden (meist ohne Wärmepumpen).

In Hessen beträgt die durchschnittliche Untergrundtemperatur in 1000 Meter Tiefe 40 bis 50 °C, während in der gleichen Tiefe im hessischen Teil des Oberrheingrabens Temperaturen bis zu 90 °C vorherrschen. In 3000 Meter Tiefe stehen durchschnittliche Temperaturen von 110 bis 130 °C im Normalfall Temperaturen von 150 °C und darüber im Oberrheingraben gegenüber. Der Oberrheingraben ist somit die einzige geologische Struktur in Hessen, in der wegen eines erhöhten geothermischen Gradienten eine hydrothermale Nutzung für die Stromerzeugung wirtschaftlich aussichtsreich ist.

Nach § 3 Absatz 3 Nummer 2b des Bundesberggesetzes (BBergG) gilt Erdwärme als ein bergfreier Bodenschatz, für dessen Aufsuchung eine Erlaubnis nach § 7 BBergG und für dessen Gewinnung eine Bewilligung nach § 8 BBergG grundsätzlich erforderlich sind. Das ist immer dann der Fall, wenn Erdwärme aus tiefen geothermischen Reservoiren gewonnen wird und aufgrund eines ausreichenden Temperaturgefälles unmittelbar beziehungsweise nach Umwandlung in elektrische Energie zur Versorgung des Marktes einer Vielzahl von Abnehmern zur Verfügung gestellt werden kann. Mit geringem technischen und wirtschaftlichen Aufwand nutzbare oberflächennahe Erdwärme ist demnach nicht als Erdwärme im Sinne des BBergG anzusehen. Das gilt insbesondere dann, wenn die entzogene Erdwärme nur über einen Mittler, zum Beispiel eine elektrische Wärmepumpe, gewonnen werden kann. Ist dies bei Ihnen der Fall, wenden Sie sich bitte an die zuständigen Wasserbehörden.

Für Bohrungen, die mehr als 100 Meter in den Boden eindringen sollen, sind die Regelungen in § 127 BBergG zu beachten. Hiernach sind Beginn und Einstellung der Bohrarbeiten mindestens zwei Wochen vorher der Bergbehörde anzuzeigen. Diese kann im Einzelfall mit Rücksicht auf den Schutz Beschäftigter oder Dritter oder die Bedeutung des Betriebes die Betriebsplanpflicht für erforderlich erklären.

Bohrungen sind nach § 8 Nummer 4 in Verbindung mit § 14 Satz 1 des Geologiedatengesetzes (GeolDG) zudem zwei Wochen vor Beginn der Arbeiten dem Hessischen Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie (HLNUG) anzuzeigen.