Spezialthema Geothermie

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Gruppenbild vor Geothermie-Bohrung in Trebur
Besuch der Geothermiebohrung in Trebur durch hessische Umwelt-Referendare

Geothermie

Die Erdwärme oder Geothermie gehört zu den regenerativen Energien. Sie hat viele Vorteile: Erdwärme steht jederzeit und überall zur Verfügung, unabhängig von Klima und Jahreszeit, Erdwärme ist äußerst zuverlässig, Erdwärme ist nach menschlichem Ermessen unerschöpflich.

Bei der geothermischen Energiegewinnung ist grundsätzlich zu unterscheiden zwischen:

  • der Nutzung des oberflächennahen Bereiches ("flache Geothermie") bis ca. 400 m Tiefe und 

  • der Nutzung eines tieferen Bereiches ("tiefe Geothermie").
     

Woher kommt die Erdwärme?

Im Gegensatz zu Gebieten mit aktivem Vulkanismus wie z. B. in Italien, Island oder Neuseeland muss in Deutschland vergleichsweise tief gebohrt werden, um auf hohe Temperaturen zu stoßen. Auch in weiten Teilen Hessens nimmt – zumindest in dem Bereich der obersten kontinentalen Kruste, der durch Tiefbohrungen erschlossen werden kann – die Temperatur nur mit durchschnittlich 3°C pro 100 m zu.

Der Hauptanteil der an der Erdoberfläche bereitgestellten Wärme wird vermutlich in der Erdkruste beim Zerfall radioaktiver Elemente gebildet; ein kleinerer Anteil resultiert wahrscheinlich aus Restwärme aus der Entstehungszeit der Erde. Im oberflächennahen Bereich (bis ca. 10 bis 20 m Tiefe) wird der Wärmehaushalt auch durch die Sonneneinstrahlung sowie durch Sicker- und Grundwässer beeinflusst.
Durch das Temperaturgefälle zwischen Erdinnerem und Erdoberfläche wird Erdwärme ständig aus der Tiefe "nachgeliefert".

Demgegenüber liegt die globale Sonneneinstrahlung auf die Erdoberfläche bei mehr als dem 20.000-fachen des terrestrischen Wärmestroms.

Durch die im Untergrund gespeicherte Wärmeenergie stehen für eine geothermische Nutzung jedoch weitaus größere Wärmemengen zur Verfügung, als durch den terrestrischen Wärmefluss bereitgestellt werden. Diese Wärmemengen werden bei der Gewinnung von Erdwärme wie eine Lagerstätte abgebaut; Erdwärme fällt daher unter das Bergrecht. Bei sachgerechter Bewirtschaftung ist diese Wärme praktisch unerschöpflich, deshalb zählt Erdwärme zu den "erneuerbaren Energien".
 

Möglichkeiten der Energienutzung aus Erdwärme

Häufig denkt man bei der Nutzung von Erdwärme nur an die Wärmeversorgung von einzelnen Gebäuden oder an eine Nah- bzw. Fernwärmeversorgung von öffentlichen Gebäuden und größeren Siedlungen oder von Gewerbe- bzw. Industriegebieten. Weithin bekannt ist auch die balneologische Nutzung von Thermalwässern, also die Nutzung des warmen Wassers in Bädern, sog. Thermen. Weniger bekannt ist jedoch, dass die Geothermie auch zur Kühlung von Gebäuden oder Gebäudekomplexen und Industrieanlagen und zur Heizung oder Kühlung von Straßen, Brücken oder Start- und Landebahnen eingesetzt werden kann.

Um die Wärme aus dem Untergrund gewinnen zu können, braucht man ein Transportmittel wie Wasser oder Sole. Daher können die Nutzungsarten auch danach unterschieden werden, ob das Transportmittel bereits im Untergrund vorhanden ist oder erst künstlich eingebracht werden muss. Im Bereich der oberflächennahen Geothermie mit einem Temperaturniveau von ca. 7°C bis max. 25°C ist in der Regel der Einsatz einer Wärmepumpe erforderlich, um ein für die Wärmeversorgung ausreichendes Temperaturniveau zu erreichen. Im Bereich der tiefen Geothermie kann bei ausreichend hohen Temperaturen die Wärmeenergie direkt z. B. über Wärmetauscher an den Heiznetzkreislauf abgegeben werden.


Erdwärme, ein bergfreier Bodenschatz

Erdwärme zählt zu den bergfreien Bodenschätzen. Dies bedeutet, dass Grundstückseigentum nicht zur Erdwärmegewinnung berechtigt. Wenn jemand Erdwärme gewinnen möchte, beantragt er eine Erlaubnis zur Aufsuchung oder eine Bewilligung zur Gewinnung. Die genehmigungsrechtlichen Verfahren zur Nutzung oder Gewinnung von Erdwärme werden beim Regierungsperäsidium Darmstadt im Wiesbadener Dezernat „Bergaufsicht“ durchgeführt. Im Ergebnis der bergrechtlichen Prüfung wird durch die Fachleute der Bergbehörde festgestellt, ob die Errichtung einer Erdwärmesondenanlage ohne bzw. mit weiteren Anforderungen zulässig ist. Der Schutz der Umwelt spielt bei der Prüfung eines Vorhabens dabei eine entscheidende Rolle.

Wenn Erdwärme in einem Grundstück im Zusammenhang mit dessen Bebauung genutzt wird, der Wärmeentzug also die Grundstücksgrenzen nicht überschreitet, liegt keine Gewinnung im bergrechtlichen Sinne vor. Dann werden die genehmigungsrechtlichen Verfahren bei den Wasserbehörden (Landkreisen) durchgeführt. Nur in Ausnahmefällen bedarf es dann bei Bohrungen, die tiefer als 100 m ins Erdreich eindringen, einer bergrechtlichen Genehmigung. Das Leistungsspektrum der Bergbehörde für den Bereich „Flache - und Tiefe Geothermie“ umfasst:

  1. Beratung von Kommunen, Unternehmen und Projektträgern im Zusammenhang mit der Realisierung von Geothermievorhaben

  2. Bereitstellung von Informationsmaterialien zur Antragsanfertigung und von Vorhaben baurechlicher Belange (z. B. Bauleitplanung)

  3. Durchführung der genehmigungsrechtlichen Verfahren zur Nutzung von Erdwärme (Erlaubnisse, Bewilligungen, Zulassungen von Haupt-, Sonder- und Abschlußbetriebsplänen)

  4. Baustellenkontrollen zur Überwachung von Bescheidsauflagen

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