Was ist Geothermie?
Alle Prozesse die Erdwärme hervorbringen, laufen fortwährend
im Erdinneren ab und sorgen für einen stetigen unerschöpflichen Wärmefluss vom Erdinneren in die Erdkruste. In einem Kilometer Tiefe herrschen im Allgemeinen Temperaturen um 30 °C. In tektonisch aktiven Zonen der Erde kann der geothermische Tiefengradient ansteigen. Dadurch werden Gesteinsschichten und tiefliegende Wasservorkommen kontinuierlich erwärmt. Durch eine technische Nutzung der erwärmten Wasservorkommen ist die regionale Versorgung mit Strom und Wärme realisierbar.
Geothermische Energie ist:
- Unerschöpflich und weltweit verfügbar
- Unabhängig von klimatischen Einflüssen also "grundlastfähig" , das heißt 24 Stunden am Tag und 365 Tage im Jahr in der Lage, Strom und/oder Nahwärme bereit zu stellen
- Sowohl zur Stromerzeugung als auch zur Wärmeversorgung nutzbar
- Zu 100 % im Inland gewinnbar
- In nahezu jeder Region installierbar
- Eine kleine unauffällige Anlage, die wenig Fläche verbraucht und sich problemlos zum Beispiel in ein Gewerbegebiet integrieren lässt
- Eine dezentrale Anlage, die regional Großkraftwerke und Überlandstromleitungen ersetzen kann
- So sauber, dass man sie (theoretisch) sogar in Wasserschutzgebieten betreiben könnte
- Mit niedrigen Betriebskosten ein Garant für eine kontinuierliche Strom- und Wärmeversorgung der Region
Wo kommt unsere Wärme her?
Zu unterscheiden sind im Wesentlichen drei Schalen:
Der Erdkern: Die eisenreiche Materie im und um den Mittelpunkt der Erde bildet den Erdkern. Die Ausbreitung von Wellen großer natürlicher Erdbeben durch das Erdinnere zeigt, dass der Erdkern aus einer äußeren flüssigen und einer inneren festen Schale aufgebaut ist. Der innere Erdkern ist im Durchmesser etwa 2.600 km. Im Zentrum des Erdkerns herrschen Temperaturen von über 5.000 °C. Der äußere Erdkern bildet eine etwa 2.200 km dicke Schale, in der die Temperatur bis zur Erdkern-Erdmantel-Grenze bis auf etwa 2.900 °C fällt. Kristallisationsprozesse im Inneren des Erdkerns sind eine Quelle der Erdwärme.
Der Erdmantel: Die mächtige, mittlere Schale der Erde wird als Erdmantel bezeichnet. Sie liegt direkt über dem Erdkern und ist durchschnittlich 2.850 km dick. An der Erdmantel-Erdkern-Grenze herrschen Temperaturen von knapp 3.000 °C, an der Erdmantelobergrenze immer noch deutlich über 500 °C. Obwohl diese Temperaturen den Schmelzpunkt des Erdmantelmaterials bei Weitem übersteigen, besteht der Erdmantel aufgrund der hohen herrschenden Drücke fast ausschließlich aus festem Gestein. Von der Erdkruste unterscheidet sich der Erdmantel im Wesentlichen durch seine chemische Zusammensetzung und ist reich an Eisen und Magnesium.
Die Erdkruste: Die Erdkruste ist die äußere, feste Schicht der Erde. Ihre relative Mächtigkeit ist mit der Schale eines Apfels vergleichbar. Die zwei Typen der Erdkruste unterscheiden sich in ihrer Entstehung, ihrer Zusammensetzung, ihrer Dichte und ihrer Dicke.
Die ozeanische Kruste besteht überwiegend aus dem basaltähnlichen Gestein Gabbro und weist Gesteinsdichten um 3 g/cm³ auf. Sie wird an den Mittelozeanischen Rücken fortwährend neu gebildet und erreicht Krustenmächtigkeiten bis zu 8 km.
Die mit 2,7 g/cm³ vergleichbar leichtere kontinentale Erdkruste wird von Graniten und Gneisen aufgebaut und ist im Durchschnitt 35 km dick, erreicht aber auch deutlich größere Mächtigkeiten bis zu 80 km unter hohen Gebirgen. Granite sind magmatische Gesteine - reich an Quarz, Feldspaten und Glimmern. Die Minerale Feldspat und Glimmer sind bekannt für den Einbau langlebiger radioaktiver Isotope in ihr Kristallgitter und eine wesentliche Quelle der Entstehung von Erdwärme. Durch den Zerfall radioaktiver Isotope entsteht Wärme. Neben der Erdwärme, die auf die Entstehungsgeschichte der Erde zurückgeht, ist der Zerfall dieser Isotope Hauptursache für die Entstehung von Erdwärme.
Durch physikalische und chemische Verwitterungsprozesse entstandene Sedimente überlagern das granitische Grundgebirge und sind in vielen Teilen der Erde oberflächennah verbreitet.
