Wie funktioniert die hydrothermale Geothermie?

Die Grafik erklärt die Nutzung der hydrothermalen Geothermie mit einer beispielhaften Anlage.

Für die hydrothermale Geothermie werden in Tiefen von ca. 2.000 - 4.000 Metern Wasser führende Schichten angezapft. Diese natürlich vorkommenden Thermalwasservorräte werden auch als Heißwasser-Aquifere bezeichnet.

Im Gegensatz zur petrothermalen Geothermie ist hier mit dem heißen Thermalwasser bereits das Medium vorhanden, mit dem die Wärme an die Erdoberfläche gefördert wird.

Je nach Temperatur des Thermalwassers kann die hydrothermale Geothermie sowohl zur Wärme- als auch zur Stromerzeugung genutzt werden.

Die hydrothermale Geothermie kennt drei unterschiedliche Wärmequellen:

Thermalwasserfelder, hydrothermale Heiß- und Trockendampfvorkommen.

Thermalwasserfelder liefern warmes Wasser mit Temperaturen zwischen 40 und 100°C, das als warme Quelle entweder von alleine an die Erdoberfläche tritt oder mit Pumpen gefördert werden kann.

Hydothermale Heiß- und Trockendampfvorkommen haben Temperaturen von 100 bis 250°C. Die Vorkommen stehen meist unter hohem Druck. Beim Anbohren kommt es zu Entspannung. Ein Wasser-Dampf-Gemisch oder trockener Dampf entweichen. Diese können direkt zur Wärme- und Stromerzeugung genutzt werden. Für die geothermische Stromerzeugung sind Heißdampffelder am attraktivsten.

In Deutschland kommen bis auf wenige Ausnahmen nur Thermalwasserfelder vor. Aufgrund des meist hohen Mineralgehalts des Thermalwassers (2 Gramm/Liter) werden diese Anlagen im Dublettenbetrieb, d.h. mit getrennten Wasserkreisläufen gefahren. Dabei wird das heiße Thermalwasser aus 1.000 bis 3.000 Metern Tiefe über eine Förderbohrung an die Oberfläche gebracht.

Das geförderte Thermalwasser zirkuliert an der Erdoberfläche in einem geschlossenen Kreislauf. Über Wärmetauscher gibt es seine Wärme an einen Wärmeträger ab. Dieser zirkuliert in einem separaten zweiten Kreislauf und kann z.B. Turbinen zur Stromerzeugung oder ein Nahwärmenetz speisen.

Das ausgekühlte Thermalwasser wird über eine zweite Bohrung wieder in den Untergrund geleitet, und zwar in die Schicht, aus der es entnommen wurde.

Die Grafik zeigt eine Anlage der hydrothermalen Geothermie in schematischer Darstellung.

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