Als Geothermie bezeichnet man die im oberen Teil der Erdkruste gespeicherte Wärme. Diese natürliche Wärmequelle kann auf mehrere Art und Weise als regenerative Energiequelle verwendet werden: zum Heizen oder Kühlen oder aber direkt zur Erzeugung von elektrischem Strom.
Bereits vor Jahrtausenden wurde die Geothermie von unseren Vorfahren verwendet, meist zum Kochen, Baden oder Heizen. Auch heute werden zahlreiche Thermalbäder noch immer direkt mit der Wärme aus dem Untergrund beheizt.
In Verbindung mit Wärmepumpen wird Erdwärme in der Regel zum Heizen und Kühlen von Gebäuden sowie zur Warmwasserbereitung eingesetzt.
Nur wenige Anwendungen sind ohne Wärmepumpe möglich. Die wichtigste ist die natürliche Kühlung, bei der Wasser mit der Temperatur des flachen Untergrundes, also der Jahresmitteltemperatur des Standortes, direkt zur Gebäudekühlung verwendet wird. Diese natürliche Kühlung hat das Potential, weltweit Millionen von elektrisch betriebenen Klimageräten zu ersetzen. Sie wird jedoch derzeit nur wenig angewendet.
Eine weitere direkte Anwendung ist das Eisfreihalten von Brücken und Straßen. Auch hier wird keine Wärmepumpe benötigt, denn der Speicher wird durch Abführung und Einspeicherung der Wärme mit einer Umwälzpumpe von der heißen Fahrbahn im Sommer regeneriert. Dazu zählt auch das frostfreie Verlegen von Wasserleitungen. Die im Boden enthaltene Wärme lässt den Boden im Winter nur bis in eine geringe Tiefe einfrieren.
Für die Wärmenutzung aus tiefer Geothermie eignen sich niedrigthermale Tiefengewässer mit Temperaturen zwischen 40 und 100°C. In Deutschland finden sich diese vor allem im süddeutschen Molassebecken, im Oberrheingraben und in Teilen der norddeutschen Tiefebene. Das Thermalwasser wird gewöhnlich aus 1000 bis 2500 Metern Tiefe über eine Förderbohrung an die Oberfläche gebracht, gibt den wesentlichen Teil seiner Wärmeenergie per Wärmeübertrager an einen zweiten, den "sekundären" Heiznetzkreislauf ab. Ausgekühlt wird es anschließend über eine zweite Bohrung wieder mit einer Pumpe in den Untergrund verpresst, und zwar in die Schicht, aus der es entnommen wurde - der Kreislauf ist geschlossen.
Bereits vor Jahrtausenden wurde die Geothermie von unseren Vorfahren verwendet, meist zum Kochen, Baden oder Heizen. Auch heute werden zahlreiche Thermalbäder noch immer direkt mit der Wärme aus dem Untergrund beheizt.
Heizen und Kühlen mit Erdwärme
Um zu Heizen oder zu Kühlen werden meist nur relativ niedrige Temperaturen benötigt, die mit einer entsprechend tiefen Bohrung häufig direkt zu finden und nutzen sind. Reicht dies nicht, so kann die Temperatur durch Wärmepumpen angehoben werden, so wie dies meist bei der oberflächennahen Geothermie geschieht.In Verbindung mit Wärmepumpen wird Erdwärme in der Regel zum Heizen und Kühlen von Gebäuden sowie zur Warmwasserbereitung eingesetzt.
Nur wenige Anwendungen sind ohne Wärmepumpe möglich. Die wichtigste ist die natürliche Kühlung, bei der Wasser mit der Temperatur des flachen Untergrundes, also der Jahresmitteltemperatur des Standortes, direkt zur Gebäudekühlung verwendet wird. Diese natürliche Kühlung hat das Potential, weltweit Millionen von elektrisch betriebenen Klimageräten zu ersetzen. Sie wird jedoch derzeit nur wenig angewendet.
Eine weitere direkte Anwendung ist das Eisfreihalten von Brücken und Straßen. Auch hier wird keine Wärmepumpe benötigt, denn der Speicher wird durch Abführung und Einspeicherung der Wärme mit einer Umwälzpumpe von der heißen Fahrbahn im Sommer regeneriert. Dazu zählt auch das frostfreie Verlegen von Wasserleitungen. Die im Boden enthaltene Wärme lässt den Boden im Winter nur bis in eine geringe Tiefe einfrieren.
Für die Wärmenutzung aus tiefer Geothermie eignen sich niedrigthermale Tiefengewässer mit Temperaturen zwischen 40 und 100°C. In Deutschland finden sich diese vor allem im süddeutschen Molassebecken, im Oberrheingraben und in Teilen der norddeutschen Tiefebene. Das Thermalwasser wird gewöhnlich aus 1000 bis 2500 Metern Tiefe über eine Förderbohrung an die Oberfläche gebracht, gibt den wesentlichen Teil seiner Wärmeenergie per Wärmeübertrager an einen zweiten, den "sekundären" Heiznetzkreislauf ab. Ausgekühlt wird es anschließend über eine zweite Bohrung wieder mit einer Pumpe in den Untergrund verpresst, und zwar in die Schicht, aus der es entnommen wurde - der Kreislauf ist geschlossen.
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