Erdwärme (Geothermie)

Im Gegensatz zu den endlichen, fossilen Energieträgern steht uns die Erdwärme nahezu unerschöpflich zur Verfügung.

Im Inneren unserer Erde herrschen im Kern bis zu 6000 Grad Celsius. Zur Oberfläche hin nimmt die Temperatur dann stetig ab; wobei selbst im Erdmantel noch überwiegend Temperaturen > 1000 Grad Celsius vorherrschen. Lediglich 1 % der Erde ist unter 1000 Grad heiß wovon wiederum lediglich ein Bruchteil für die Erdwärmenutzung genutzt wird.

Woher stammt die Wärme

Ein Teil, man geht gegenwärtig von ca. 30 % aus, stammt aus der Entstehungsgeschichte der Erde selbst, als diese sich aus heißen Gasen zu unserem Planeten verdichtet und im Laufe von Milliarden Jahren schließlich auf heutiges Niveau abgekühlt hatte. Der überwiegende Teil, der für eine nachhaltige Energiezufuhr steht, stammt allerdings aus dem natürlichen, radioaktiven Zerfall verschiedener Elemente (z. B. Uran, Thorium oder Kalium).

Betrachten wir nun den obersten Bereich unserer Erdkruste. Hier wird deutlich, dass die Temperaturen in unseren Regionen bis zu einer Tiefe um 15 - 20 m noch deutlich jahreszeitlichen Schwankungen (Bild 1) unterliegen. Ab dieser Tiefe nimmt die Temperatur dann stetig zu und zeigt keinen jahreszeitlichen Einfluss mehr. In Mitteleuropa beträgt die mittlere Temperaturzunahme (thermischer Gradient) in der obersten Erdkruste ca. 3,3 Grad auf 100 m. In dem überwiegend für die oberflächenahe Geothermie genutzten Tiefenbereich um 100 m kann demnach mit Temperaturen um 8 - 12 Grad Celsius gerechnet werden.

Eine für Baden-Württemberg vom Regierungspräsidium erarbeitet Karte gibt die in einer Tiefe um 500 m erwarteten Temperatur an. So herrschen z. B. im Bereich von Urach aber auch in Teilen des Oberrheingrabens in dieser Tiefe bereits Temperaturen um 50 Grad und höher, während in anderen Landesteilen hier lediglich mit 25 - 30 Grad gerechnet kann. Auch auf die gesamte Bundesrepublik Deutschland gesehen, lassen sich Regionen mit deutlich höherem geothermischen Gradienten (z. B. große Teile von Norddeutschland) feststellen.

In anderen Regionen Europas, hier ist in erster Linie Island aber z. B. auch die Region Larderello in Italien zu nennen. Hier treten bereits in sehr geringer Tiefe bzw. auch an der Oberfläche (z. B. in heißen Quellen, Geysiren oder ähnlichen Phänomenen) hohe Temperaturen auf. Entsprechend wurde auch in diesen Teilen Europas am frühesten mit der Nutzung von Erdwärme begonnen.

Das bekannteste Phänomen der Erdwärme stellen schließlich Vulkane (Bild 2) dar, die in den verschiedensten Gegenden der Welt anzutreffen sind.