Geothermische Kraftwerke – Strom aus der Tiefe

Kalina-Anlage

Erdwärme wird in Deutschland vor allem zum Heizen genutzt. Seit einigen Jahren können Kraftwerke daraus auch Strom erzeugen.

Anlage mit Bohrturm, aus einer Öffnung steigt eine große Dampfsäule.

Bohrturm in Unterhaching

Nach Angaben des Bundesverbands Geothermie arbeitet das erste deutsche Heizkraftwerk mit tiefer Geothermietechnik seit 1984 mit einer thermischen Leistung von 1,3 Megawatt in Waren in Mecklenburg-Vorpommern. Das erste Tiefengeothermie-Kraftwerk nur für die Stromerzeugung mit einer elektrischen Leistung von 4,3 Megawatt nahm im Jahr 2012 in Insheim den Betrieb auf. Kraftwerke für die kombinierte Erzeugung von Strom und Wärme gibt es seit 2007 außerdem in Landau und Unterhaching .

Diese Anlagen zapfen wasserführende Schichten in sehr großer Tiefe an – sogenannte Aquifere. Die Bohrtiefen erreichen dabei über 2500 Meter. Dadurch wird beispielsweise in Unterhaching rund 130 Grad Celisus heißes Salzwasser gefördert. Nach der Strom- und Wärmegewinnung wird es abgekühlt über eine zweite Bohrung wieder zurück in die Tiefe gepumpt. Dieser Vorgang wird als hydrothermale Tiefengeothermie bezeichnet. 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 einigen Anlagen eine organische Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt unter 100 Grad Celsius zum Antreiben der Dampfturbine.

Bessere Wärmeübertragung mit Kalina-Anlagen

Das Bild zeigt Rohre, Leitungen und Tanks im Innern der Anlage.

Kalina-Anlage

Einen wesentlich effizienteren Wärmeübergang als das Verdampfen bietet das Entmischen zweier Medien: Dazu wird Wasser und darin gelöstes Ammoniakgas eingesetzt. Letzteres entweicht bei steigender Temperatur aus dem Wasser und hat bei 130 Grad Celsius genug Wärmeenergie aufgenommen, um eine Turbine anzutreiben. Abgekühlt wird das Ammoniak dann wieder im Wasser aufgenommen. Ein solches Kraftwerk wird nach seinem russisch-amerikanischen Erfinder „Kalina-Anlage“ genannt.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/energie/geothermie/geothermische-kraftwerke/