Erdwärme : Geothermie: So wird aus Erdwärme Heizwärme

Wir stehen auf Wärme und das wortwörtlich: Unter der Erdoberfläche befindet sich die gespeicherte Wärme des Erdbodens. Durchschnittlich steigt die Erdwärme in der Lithosphäre, der Oberen Erdkruste, um etwa 30 Grad pro Kilometer nach unten. Die Geothermie macht diese Wärme für Haushalte und Betriebe nutzbar.

Bei der Geothermie wird zwischen oberflächennaher und tiefer Geothermie unterschieden. Die oberflächennahe Geothermie bezeichnet jene Erdwärme, die aus bis zu 400 Metern Tiefe gewonnen wird. Die Wärmeenergie aus oberflächennaher Geothermie eignet sich für Einfamilienhäuser, Büro- und Verwaltungsgebäude, Schulen, Krankenhäuser sowie Gewerbebetriebe. Optimal ausgelegte erdgekoppelte Wärmepumpen-Systemen können heute Heizwärme bis zu 80 Prozent aus der Umwelt beziehen und benötigen nur 20 Prozent Hilfsenergie.

Die tiefe Geothermie, auch Tiefengeothermie, nutzt die Erdwärme sowie die Wärmeenergie aus Heißwasserquellen in einer Tiefe von mindestens 400 Metern. Sie kann in eine Tiefe von bis zu 5.000 Meter reichen. Die daraus gewonnene Wärme kann nicht nur zum Heizen und Kühlen, sondern auch zur Stromerzeugung genutzt werden. Ab einer Erdtemperatur von etwa 90 Grad Celsius ist eine wirtschaftliche Stromerzeugung möglich.

Die oberflächennahe Erdwärme kann mit Hilfe eines Erdwärmekollektors oder einer Erdwärmesonde gewonnen werden. Der Erdwärmekollektor, auch oberflächennahe Erdwärmepumpe genannt, nutzt die Energie aus der oberen Erdschicht. Dafür wird ein horizontales Rohrleitungssystem etwa 20 Zentimeter unter der Frostgrenze verlegt. In den Rohren zirkuliert ein Gemisch aus Salz, Wasser und Sole. Durch die Flüssigkeit wird die Wärme entzogen und mit einer Wärmepumpe in das Heizsystem aufgenommen.

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Für die Erdwärmegewinnung kann aber auch eine Erdwärmesonde genutzt werden. Der Vorteil der Sonde ist, dass dafür deutlich weniger Platz benötigt wird. Die Sonde wird mittels Tiefenbohrung vertikal in den Boden eingebracht und gewinnt dort ebenfalls mit einem Übertragungsmedium die Umgebungswärme. Wie tief gebohrt werden muss, hängt von den örtlichen Gegebenheiten ab. Für Ein- und Zweifamilienhäuser muss in der Regel aber nicht tiefer als 100 Meter gebohrt werden.

Erdwärmekollektoren sind mit rund 50 bis 500 Euro pro Kilowatt deutlich günstiger, als die Nutzung von Erdwärme mittels Erdwärmesonden. Hier liegen die Kosten bei 500 bis 1.000 Euro pro Kilowatt. Zusätzlich müssen die Anschaffungskosten der Wärmepumpe miteinberechnet werden, wodurch das System schnell teuer wird. Geothermie punktet zwar mit niedrigen Betriebskosten, die hohen Investitionskosten schrecken private Hausbesitzer aber schnell ab.

In Österreich führt die Geothermie derzeit noch ein Schattendasein. Das liegt vor allem daran, dass die Investitionskosten für die Technologie momentan noch recht hoch sind. Das Potenzial für die Wärmeenergiegewinnung aus der Erde ist aber vorhanden: Rund 700 Megawatt thermische erneuerbare Energie verbergen sich in den Tiefen Österreichs. Damit könnte der Anteil der Erneuerbaren in der Fernwärmeproduktion von derzeit 46 Prozent auf 70 Prozent gehoben und jährlich rund 1,3 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden. Derzeit wird Geothermie vor allem in der Oststeiermark sowie im Inn- und Hausruckviertel genutzt.

Das größte Geothermie-Kraftwerk Österreichs hätte 2012 in Aspern entstehen sollen. Bis zu 40.000 Haushalte sollten mit der Erdwärme versorgt werden. 4.000 Meter tief wurde gebohrt, doch das ersehnte Heißwasser wurde aber nicht gefunden. Letztendlich wurde das Projekt eingestellt. Dem durchführenden Unternehmen, einer Tochterfirma der Wien Energie, entstand dadurch ein Schaden von über 16 Millionen Euro. Die Wien Energie lässt das aber nicht auf sich sitzen und will erneut Bohrungen durchführen.

"40 Prozent des Energieverbrauchs bei Haushalten und im Gewerbe fällt auf den Wärmesektor. Wenn wir die CO2-Emissionen weiter massiv reduzieren wollen, dann müssen wir genau an diesem Hebel ansetzen. Geothermie bietet dafür enormes Potential“, so Michael Strebl, Vorsitzender der Wien Energie-Geschäftsführung. Die Wien Energie hat deshalb das Projekt GeoTief Explore ins Leben gerufen. Mit GeoTief Explore wurden in und um Wien Messungen in 3D-Seismik durchgeführt.

Anfang Oktober waren sogenannte Impulsfahrzeuge acht Wochen lang im 2., 11. und 22. Wiener Gemeindebezirk sowie angrenzend in einem kleinen Teil Niederösterreichs unterwegs und schickten Schwingungen - ähnlich Schallwellen - in bis zu 6.000 Meter Tiefe aus. Die Schwingungen werden reflektiert und von Sensoren aufgezeichnet. Aus diesen Daten kann dann erstmals ein präzises geologisches 3D-Modell des Wiener Untergrunds erstellt werden, welches Informationen über die Lage und Größe von potentiellen wasserführenden Gesteinsschichten liefert. Insgesamt wurden die Daten von einer 185 Quadratkilometer großen Fläche gesammelt. Diese werden nun in einer zweijährigen Analysephase ausgewertet und 2021 präsentiert. Damit soll das Potenzial der tiefen Geothermie verdeutlicht und Bohrungen präziser durchgeführt werden.