Erdwärme
Geothermie oder Erdwärme ist die in der
Erdkruste gespeicherte Wärme. Erdwärme ist eine Energie, die entzogen und
genutzt werden kann. Sie ist eine Erneuerbare Energie und kann fast überall
genutzt werden. Die entzogene Energie kann direkt zum Heizen oder Kühlen
(Wärmepumpenheizung), als auch zur Erzeugung von elektrischem Strom oder in
einer Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) genutzt werden.
Ursprung:
Die Erdwärme stammt zum einen aus der
Erdentstehung zum anderen vom Zerfall von radioaktivem Zerfallprozess. Der
radioaktive Zerfallprozess macht ca. 50-70% der Erdwärme aus.
Die Temperaturen im Erdinneren betragen ca.
4500 6500 Grad Celsius. Fast überall im Erdinnern beträgt es in rund
1Kilometer tiefe ca. 35 Grad Celsius (Ca 3°C/100Meter). Es können aber auch
höhere Temperaturen vorliegen, zum Beispiel in früheren oder heutigen
Vulkangebieten.
Geothermiequellen:
Erdwärme kann zur Erzeugung von Wärme und
Strom genutzt werden. Hier unterscheidet man zwischen
-
oberflächennahen Geothermie zum Heizen oder Kühlen.
-
tiefen Geothermie zur Stromerzeugung oder
Nutzung im Wärmemarkt
Wärme- / Kältegewinnung:
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Speicherung von Kühl- und Heizenergie möglich.
Funktionsweise:
In Bohrungen(>50m) werden Erdwärmesonden
verlegt, die zu Kreisläufen zusammengeschlossen und mit dem Kühl- und
Heizsystem des Gebäudes verbunden sind. In diesen Sonden zirkuliert Wasser, das
als Energieträger sowohl Wärme als auch Kälte absorbieren und transportieren
kann.
Stromgewinnung:
Die Geothermie kann
genutzt werden, in dem man einen Wärmetauscher erstellt in einem festen,
geklüfteten Gestein in grosser Tiefe. Dazu wird unter hohem Druck Wasser in ein
tiefes Bohrloch(4000-6000m) injiziert, wo das Gestein Temperaturen um 200 Grad
Celsius hat. Der Wasserdruck öffnet vorhandene Risse im Gestein. Es bildet sich
ein künstlicher Wärmetauscher. Das mit Druck injizierte Wasser nimmt die Wärme
des Gesteins auf und kommt durch eine oder mehrere Bohrungen wieder an die
Oberfläche. In der Zentrale wird das erwärmte Wasser mittels Dampfturbine und
Generator in Strom umgewandelt oder in ein Fernwärmenetz abgegeben.
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Ökologische Aspekte:
Erdwärme gehört zu den erneuerbaren
Energiequellen. Die Gespeicherte Energie in den oberen 3Kilometer Erdkruste
würde ausreichen um die Erde 100000Jahre mit Energie zu versorgen. Ein
Einfluss hat der Wärmeträgerfluid (Wasser und Dampf). Wird mehr wärme über das
Fluid entzogen als durch den natürlichen Wärmestrom nachfliessen kann, wird wärme
abgebaut. Nach einer gewissen Zeit, nach Beendigung der Nutzung werden sich die
Temperaturen wieder einstellen. Der Strom denn man gewinnt ist grundlastfähig.
Branchen schätzen dass Erdwärme bis zum Jahr 2020 mehr als 20 Millionen Tonnen
CO2 einspart Die Kosten für eine Tonne CO2-Einsparung liegen bei etwa
70 /t (Vergleich: Photovoltaik
2210 /t).
Vorteile und Nachteile der Geothermie:
Vorteile:
- Geothermische Energie steht witterungs-
und tageszeitunabhängig zur Verfügung, ist somit ständig verfügbar.
- Energie aus Erdwärme erzeugt weder
Luftschadstoffe noch CO2 und ist daher besonders umweltfreundlich.
- Geothermische Wärme kann in der jeweils
benötigten Menge gefördert werden, sie ist regelbar.
- Erdwärme ist theoretisch überall und
nahezu unbegrenzt verfügbar.
Nachteile:
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- Für die Wärmegewinnung aus geringen Tiefen sind Wärmepumpen und
somit zusätzlicher Strom nötig.
Deep Heart Mining Basel:
Es ist ein Pilot-Projekt von der Schweiz
zur Gewinnung von Strom und Wärme aus geothermischer Energie. Man hat den
Standort Basel ausgesucht , da die geologischen Voraussetzungen besonders gut
sind. Im Bereich des Rheingrabens (Basel liegt über dem), beträgt die
Temperatur in 5000 Meter tiefe 200°C.
Über eine Tiefbohrung eingepresstes
Kaltwasser, soll in den unterirdischen Klüften erhitzt und über weitere
Tiefbohrungen an die Oberfläche zurückbefördert werden. Dort wird die Wärme zur
Erzeugung von Strom genutzt. Mit der erwarteten Leistung könnte der Wärmebedarf
2700 Haushaltungen und der Strombedarf von 10'000 Haushalten decken.
Wegen starken Erdbeben in der Region wurde
aber das Projekt vorzeitig gestoppt.
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