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Nachhaltig heizen

Geothermie: Wärme, die aus der Erde kommt

Geothermie ist eine erneuerbare Energiequelle, die nicht nur zum Heizen genutzt werden kann, sondern auch zur Stromerzeugung. Wir erklären, wie Wärmepumpen Erdwärme nutzen, sowie die Funktionsweise von Geothermieanlagen.
Ansicht eines Geothermiekraftwerkes in karger isländischer Landschaft
Island belegt in puncto Erdwärmenutzung Platz 1 der Welt. Der Inselstaat verfügt über eine große Anzahl aktiver Vulkansysteme – und somit über sehr viel geothermale Energie, die das Land nutzen kann.

Was ist Geothermie?

Geothermie ist der Name für Umweltwärme, die in den oberen Schichten der Erdkruste gespeichert ist. Wärme aus bis zu 400 Meter tiefen Schichten wird als oberflächennahe Geothermie, aus darunterliegenden Schichten als Tiefengeothermie bezeichnet. Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur des Erdreichs im Schnitt um drei Grad Celsius pro 100 Meter an. Diese Energie kann genutzt werden, um im Zusammenspiel mit Wärmepumpen oder Tiefengeothermieanlagen Gebäude zu beheizen.

3
Grad Celsius
pro 100 Meter steigt die Temperatur des Erdreichs mit zunehmender Tiefe an.

Sind Erdwärme und Geothermie dasselbe?

Erdwärme und Geothermie bezeichnen dasselbe. Allerdings wird der Begriff Geothermie nicht nur für die Wärme als solche verwendet, sondern auch für die Nutzung der Wärme.

Welche Vorteile bringt Geothermie mit sich?

Geothermie ist eine klimafreundliche Energiequelle, weil sie regenerativ ist. Sie erneuert sich also selbst. Anders als beispielsweise Windkraft oder Solarkraft steht sie das ganze Jahr über und bei jedem Wetter in gleichbleibender Temperatur zur Verfügung. Zudem sind keine direkten Kosten mit der Produktion der Wärme verbunden, sondern lediglich mit deren Förderung.

Wie kann Geothermie zum Heizen genutzt werden?

Haushalte können Geothermie nutzen, indem sie eine mit Erdwärme betriebene Wärmepumpe installieren. Eine andere Möglichkeit besteht, wenn das Haus an ein Fernwärmenetz angeschlossen ist, in das Erdwärme aus Tiefengeothermie oder über eine Großwärmepumpe eingespeist wird.

Wie funktionieren Wärmepumpen, die Erdwärme nutzen?

Erdwärmepumpen, auch Sole-Wasser-Pumpen genannt, nutzen Geothermie als Energiequelle. Sie entnehmen dem Boden Wärme entweder über eine größere Zahl an Kollektoren, die in ein bis zwei Meter Tiefe vergraben werden, oder über eine Erdsonde, die bis zu 100 Meter tief in den Boden hineingebohrt wird. Die entnommene Wärme erhitzt ein Kältemittel. Der Dampf, der dabei entsteht, wird in einem Kompressor verdichtet und dadurch weiter erhitzt. Das ist notwendig, da die Ursprungstemperatur in dieser Tiefe in der Regel nicht ausreicht, um beispielsweise Gebäude direkt zu beheizen. Mehr Details zur Wärmepumpentechnik erfahren Sie im Artikel „Einfach erklärt: Wie funktioniert eine Wärmepumpe?“.

Nahaufnahme einer vor einer Hauswand installierten Wärmepumpe
Auch Erdwärmepumpen nutzen Geothermie als Energiequelle.

Werden Erdwärmeheizungen gefördert?

Wenn von Erdwärmeheizungen die Rede ist, sind damit Wärmepumpen gemeint, die Erdwärme nutzen. Diese werden – wie alle Arten von Wärmepumpen – staatlich gefördert. Der Staat gewährt Zuschüsse in Höhe von bis zu 70 Prozent der Kosten. Die Zuschüsse sind aber auf eine maximale Höhe von 21.000 Euro begrenzt. Weitere Informationen zur staatlichen Förderung von Wärmepumpen finden Sie im Artikel „Alles zum Heizungsgesetz“.

 

Die Grafik zeigt die Funktionsweise eines Geothermiekraftwerks
Geothermiekraftwerke nutzen Erdwärme, um Wasser zu erhitzen und direkt ins Fernwärmenetz einzuspeisen. Außerdem können sie Erdwärme auch zur Stromerzeugung verwenden.

Wie funktionieren Tiefengeothermieanlagen?

Tiefengeothermieanlagen entnehmen Erdwärme aus großen Tiefen mit hohen Temperaturen, um damit beispielsweise Fernwärmenetze zu betreiben. Dazu wird Wasser durch Rohre ins Erdinnere befördert und danach wieder hochgepumpt, wobei es durch die Erdwärme erhitzt wird. Alternativ wird natürlich vorhandenes Tiefenwasser (Thermalwasser), das durch die Erdwärme erhitzt wird, an die Oberfläche befördert. Diese Wärme speisen die Anlagen dann in ein weitverzweigtes Rohrnetz ein, von wo sie über Übergabestationen an Hunderte oder Tausende von Haushalten verteilt wird.

Auch enercity investiert in den Ausbau von Geothermie. Bis 2026 will der Energieversorger rund 30 Megawatt Grundlast aus Geothermie in das Fernwärmenetz von Hannover einspeisen. Damit soll unter anderem Ersatz für das Kohlekraftwerk Stöcken geschaffen werden. Dafür hat enercity 2023 einen Vertrag mit dem deutsch-kanadischen Fernwärmespezialisten Eavor geschlossen. Die Unternehmen nutzen dafür die „Eavor-LoopÔ“-Technologie, die Wärme zutage fördert, indem ein Medium in einem geschlossenen Kreislauf durch viele Kilometer gebohrte Rohrleitungen in rund 3000 Meter Tiefe geführt wird. Weitere Informationen zum Projekt finden Sie unter diesem Link.

Bei ausreichend hohen Temperaturen können Geothermieanlagen Erdwärme auch in Strom umwandeln. Dann wird die Erdwärme genutzt, um Dampf zu erzeugen. Mit dem Dampf wird eine Turbine angetrieben, die wiederum einen Generator in Gang setzt, der Strom produziert.

Wie viele Geothermieanlagen gibt es in Deutschland?

2022 gab es 42 Geothermieanlagen in Deutschland. Die derzeit größte deutsche Geothermieanlage in der Nähe von München versorgt mit bis zu 130 Grad heißem Tiefenwasser aus Tiefen von bis zu 4000 Metern rund 80.000 Haushalte. Bis zum Jahr 2030 will die Bundesregierung 100 zusätzliche Kraftwerke ans Netz bringen.

Fernwärmeversorgung: So schließen auch Sie sich an!

enercity bietet in vielen Stadtgebieten Hannovers klimaschonende Fernwärme an. Ob auch für Ihre Immobilie ein Fernwärmeanschluss verfügbar ist und was zu tun ist, wenn Sie Ihre alte Öl- oder Gasheizung durch Fernwärme ersetzen möchten, erfahren Sie hier.

 

3. Januar 2024
Erneuerbare Energien
Heizen
Grüne Wärme

Text: Claus Hornung. Fotos: Getty Images, Shutterstock.

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