Techniklexikon

Geothermische Energie

und: Geothermie Energietechnik, regenerierbare Energiequellen, Geothermie, Erdwärme, als Wärme im Erdinnern gespeicherte Energie. Der an der Erdoberfläche registrierbare Wärmefluss besteht aus einer primären, von dem zwischen 2000 und 12 000 °C heissen Erdinneren herrührenden, sowie einer sekundären, vom Zerfall der Radioisotope ⁴⁰K, ²³²Th, ²³⁵U, ²³⁸U stammenden Komponente. Der mittlere Wärmefluss an die Erdoberfläche wäre viel zu gering für eine praktische Nutzung; jedoch existieren sog. geothermische Anomalien, an denen die heissen Magmamassen nur wenige Kilometer unter der Erdoberfläche liegen. Fällt eine geothermische Anomalie mit einer Reihe weiterer Voraussetzungen (Vorliegen eines grossen wasserdurchlässigen Gesteinskörpers, der seinerseits nach oben und unten von impermeablen Gesteinsschichten begrenzt sein muss) zusammen, so hat man ein geothermisches Feld, an dem man mit vertretbarem Aufwand eine Nutzung der Erdwärme betreiben kann. Das im Gestein (Aquifer) gespeicherte Wasser erhitzt sich und kann durch natürlich vorliegende Gesteinsrisse als Heisswasser oder -dampf an die Oberfläche austreten; eine kommerzielle Nutzung der Geothermie bedarf jedoch in der Regel der Niederbringung einer Tiefenbohrung. Bei der elektrischen Nutzung bestehen im wesentlichen die Optionen der direkten Entspannung des Heissdampfes über eine Turbine sowie der Verwendung eines Kondensators mit angeschlossenem Kühlturm. Die Wirkungsgrade liegen im Bereich von 10-17 %. Die weltweit installierte Kapazität für die Stromerzeugung aus geothermischer Energie lag im Dezember 1996 bei 7173,5 MW_elekt. bei stark steigender Tendenz. Für das Jahr 2000 wird eine installierte Kapazität von über 11 000 MW_elekt. erwartet. Der weltweite Beitrag zur Stromerzeugung betrug 1995 etwa 0,4 % bei wettbewerbsfähigen Kosten von 0,03-0,12 US-$ / kWh. Neben den konventionellen Nutzungsformen der Geothermie wird seit einiger Zeit die Ausnutzung heisser Tiefengesteinswärme diskutiert (Hot-Dry-Rock-Verfahren). [OP]

geothermische Energie: Schema eines geothermischen Feldes mit seinen wichtigsten Elementen: Wasserdurchlässiger Gesteinskörper, impermeable Begrenzungsschichten, Wärmequelle und Auffüllregion. Das Heisswasser bzw. der Heissdampf treten entweder durch natürlich vorkommende Risse an die Oberfläche aus oder werden erbohrt.