Hydrothermale Geothermie
Unsere Erde bietet uns einen unerschöpflichen Wärmeschatz. Dieser stammt aus dem über 5.000 Grad Celsius heißen Erdinneren, das dank dem ständigen Zerfall radioaktiver Elemente erneuerbar ist. Bereits wenige Meter unterhalb der Erdoberfläche beginnen die Temperaturen kontinuierlich anzusteigen. Man spricht vom „geothermischen Gradienten“. In Deutschland liegt dieser bei durchschnittlich drei bis vier Grad pro 100 Metern, wodurch in 3.000 Metern Tiefe ca. 100 Grad Celsius erwartet werden können. Je nach Standort, geologischem Aufbau des Untergrunds und Anwendungsgebiet gibt es verschiedene Einsatzformen der Geothermie. Neben oberflächennahen Technologien, wie der Erdwärmesonde, die gekoppelt mit einer Wärmepumpe einzelne Gebäude versorgen kann, sind auch größere Anlagen möglich.
Die hydrothermale Geothermie macht sich natürliche Tiefenwasservorkommen zunutze, die in porösen und zerklüfteten Gesteinen wie Kalk- oder Sandsteinen und entlang von Bruchzonen vorkommen. Hier kann das heiße Tiefenwasser zirkulieren – in Verbindung mit dem Porenraum des Gesteins spricht man von einem Reservoir. Mithilfe von zwei Bohrungen, einer Förder- und einer Injektionsbohrung, kann das im Reservoir vorkommende Tiefenwasser an die Oberfläche gebracht werden. Hier wird es in einem Wärmetauscher abgekühlt und gibt die Wärme an einen sekundären Kreislauf (z. B. Fernwärmekreislauf) ab, bevor es ansonsten unverändert zurück in die Entnahmeschicht geleitet wird. Dort erwärmt sich das Tiefenwasser erneut.