Schatzkarte für die Energiewende

22.2.2019

Oberflächennahe Erdwärme könnte einen großen Teil unseres Energiebedarfs decken. Trotzdem wird die regenerative Energie nicht optimal genutzt. Um das zu ändern, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im EU-Projekt GRETA unter Leitung der Technischen Universität München (TUM) das Potenzial der oberflächennahen Erdwärme im Alpenraum kartiert und einen Leitfaden für ihre Nutzung erstellt.

Das geothermische Potenzial in München, bei Nutzung einer Grundwasser-Wärmepumpe. (Bild: F. Böttcher / TUM)

Unter unseren Füßen verbirgt sich ein unsichtbarer Schatz an regenerativer Energie: die Erdwärme, auch bekannt unter dem Begriff Geothermie. Im Erdinneren herrschen Temperaturen von mehreren Tausend Grad Celsius. Auch wenn die Temperatur zur Oberfläche hin abnimmt: Es bleibt genügend Wärme erhalten, um diese effizient nutzen zu können. Bis zu 400 Meter Tiefe sprechen Experten von der oberflächennahen Geothermie.

Zur Gewinnung der Erdwärme kann unter anderem das Grundwasser genutzt werden, es hat über das gesamte Jahr eine Temperatur von etwa zehn Grad Celsius. Um das Wasser auf ein Temperaturniveau von 35 bis 50 Grad zu bringen, werden Wärmepumpen eingesetzt. Auch wenn hierbei elektrische Energie hinzugeführt wird, ist die Energieausbeute immer noch sehr hoch.

Effektiv, aber kaum genutzt

Die oberflächennahe Geothermie eignet sich optimal, um Gebäude zu heizen und mit warmem Wasser zu versorgen - oder auch zu kühlen. „Aber wenn wir in die Energienutzungspläne und -strategien der Alpenländer schauen, taucht sie nirgends auf“, sagt Dr. Kai Zoßeder vom Lehrstuhl für Hydrogeologie der TUM.

Dafür gibt es einige Gründe: Vor allem ist die oberflächennahe Erdwärme für viele Menschen nicht präsent, erklärt der Hydrogeologe. „Im Gegensatz zur tiefen Geothermie, die etwas spektakulärer und daher bereits in den Köpfen angekommen ist.“

Auch war es bisher kaum möglich, genau zu berechnen, wie viel Energie genau aus der oberflächennahen Geothermie an einem bestimmten Ort gewonnen werden kann. Ein Problem dabei sind zum Beispiel unterschiedliche gesetzliche Regelungen - oft sogar innerhalb eines Landes. Auch müssen Geologie sowie Wasser- und Naturschutzgebiete berücksichtigt werden.

Potenzialerhebung der oberflächennahen Geothermie

In dem internationalen Projekt GRETA, das sich mit der besseren Nutzung der oberflächennahen Erdwärme im Alpenraum befasst, steckten sich die Forscherinnen und Forscher der zwölf Projektpartner aus sechs Alpenländern daher folgende Ziele:

Darstellung der räumlichen Verteilung des Potenzials der oberflächennahen Geothermie,
Aufbereitung und Verbreitung von Informationen über die Technologie und
Integration des Potenzials in Energiestrategien und Energienutzungspläne.

„In unseren sechs Pilotregionen haben wir sehr detailliert das quantitative Potenzial der oberflächennahen Geothermie erhoben“, sagt Zoßeder. Die Potenzialerhebungen sind als Webanwendung öffentlich zugänglich.

Aus der Forschung in die Anwendung und die Politik

Um das Know-how weiterzuverbreiten sammelte das Team unter anderem Best-Practice-Beispiele. „Das Fußballstadion in Augsburg etwa wird mit oberflächennaher Geothermie beheizt“, sagt Zoßeder. „Solche Beispiele können wir auch den Energieberaterinnen und -beratern mit an die Hand geben.“

Die Forscherinnen und Forscher möchten außerdem erreichen, dass die regenerative Energie in die Energienutzungspläne aufgenommen wird. Etwa in München. „Im Entwurf für den neuen Teil-Energienutzungsplan für die Wärme- und Kälteversorgung war die oberflächennahe Geothermie nicht aufgeführt“, sagt Zoßeder. Durch die Berechnungen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler war es möglich, das Energiepotenzial der Geothermie für die einzelnen Gebäude zu bestimmen – und damit die Erdwärme in den Nutzungsplan zu integrieren.