Erdwärme wird in Deutschland vor allem zum Heizen genutzt. Seit einigen Jahren können Kraftwerke daraus auch Strom erzeugen. Bisher entwickelte sich die Geothermie in Deutschland langsamer als erhofft, in den kommenden Jahren soll sich die Menge an Strom und Wärme vervielfachen.

Die dritte und derzeit größte Geothermieanlage, die auch Strom erzeugt, wurde 2009 in Unterhaching bei München eingeweiht. In den Jahren zuvor hatte die Anlage bereits in das örtliche Fernwärmenetz eingespeist, zu der Wärmeleistung von 31 Megawatt kam nun noch eine Stromleistung von 3,4 Megawatt elektrisch.

Das erste deutsche Erdwärme-Heizkraftwerk arbeitet seit 2003 mit einer elektrischen Leistung von 250 Kilowatt in Neustadt-Glewe in Mecklenburg-Vorpommern, 2007 ging im rheinland-pfälzischen Landau eine Drei-Megawatt-Anlage in Betrieb.

Wie das Bundesumweltministerium feststellt, ist die Marktentwicklung damit langsamer verlaufen als erwartet, unter anderem wegen der hohen Anfangskosten und Risiken bei der Tiefbohrung. Derzeit sind weitere Projekte zur Strom- und Wärmeerzeugung im Bau. Das anvisierte Ziel: Bis 2020 soll sich die Stromleistung aus tiefen Erdwärmeanlagen auf 280 Megawatt vervierzigfachen. Jährlich 1,8 Milliarden Kilowattstunden Strom sollen dann erzeugt werden sowie 8,2 Milliarden Kilowattstunden Wärme.

Die drei vorhandenen Anlagen zapfen wasserführende Schichten in großer Tiefe an, so genannte Aquifere. Durch eine mehr als drei Kilometer tiefe Bohrung wird in Unterhaching rund 130 Grad heißes Salzwasser gefördert und nach der Strom- und Wärmegewinnung abgekühlt über eine zweite Bohrung wieder zurück in die Tiefe gepumpt – hydrothermale Tiefengeothermie. Die technologische Herausforderung: Um die abgezogene Wärme in einer Dampfturbine in Strom umzuwandeln, sind die Temperaturen des Tiefenwassers in Deutschland – auch an günstigen Stellen – eigentlich zu niedrig. Deshalb nutzt man in Neustadt-Glewe und Landau eine organische Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt unter 100 Grad Celsius zum Antreiben der Dampfturbine.

Bessere Wärmeübertragung mit Kalina-Anlagen

Einen wesentlich effizienteren Wärmeübergang als das Verdampfen bietet das Entmischen zweier Medien: In Unterhaching wird Wasser und darin gelöstes Ammoniak-Gas eingesetzt. Letzteres entweicht bei steigender Temperatur aus dem Wasser und hat bei 130 Grad genug Wärme-Energie aufgenommen, um eine Turbine anzutreiben. Abgekühlt wird das Ammoniak dann wieder im Wasser aufgenommen. Diese nach ihrem russisch-amerikanischen Erfinder benannte „Kalina-Anlage“ ist weltweit nur dreimal im Einsatz - „eine noch junge Technik, deren wissenschaftliche Beobachtung sehr interessant sein wird“, meint Erdwärme-Spezialist Dr. Ernst Huenges vom Deutschen Geoforschungszentrum Potsdam.

Das Unterhachinger Projekt wurde im Jahr 2001 in Angriff genommen. Zur angestrebten Wirtschaftlichkeit sollte unter anderem eine „Fündigkeitsversicherung“ beitragen. Europaweit erstmals sicherte sie das Risiko ab, mit der teuren Tiefbohrung möglicherweise nicht genügend Thermalwasser zu erschließen – bislang das größte Investitionshindernis bei geothermischen Anlagen. In 15 Jahren, so die Erwartung, sollen sich – unterstützt durch Mittel von Bund und Land sowie die 16 Cent pro erzeugter Kilowattstunde, die das Erneuerbare Energien-Gesetz bringt – die Investitionen von rund 80 Millionen Euro für Heiz- und Kraftwerk sowie Fernwärmenetz amortisiert haben.