Geothermie bei der Objektversorgung

Die Geothermie bei der Objektversorgung ist die Nutzung der geothermalen Wärmeenergie zur Energieversorgung von Gebäuden. Die geothermale Wärme ist unterhalb der Erdoberfläche gespeichert. Geothermie kann direkt zur Wärmeversorgung und Kälteversorgung oder indirekt zur Erzeugung von Strom genutzt werden. Die Temperatur in den ersten 100 m der Erdkruste liegt konstant um die 10 °C. Nach dieser Tiefe steigt die Temperatur alle 100 m um 3 °C an. Der Begriff Geothermie beinhaltet die Oberflächennahe Geothermie und die Tiefengeothermie.

Die oberflächennahe Geothermie nutzt Bohrungen bis zu einer Tiefe von 400 m. In dieser Tiefe herrscht eine Temperatur von ungefähr 25 °C. Temperaturen um ca. 25 °C können zum Warmwasseraufbereiten, Beheizen oder Kühlen von Gebäuden, für technische Anlagen und für Infrastruktureinrichtungen genutzt werden. Bei der oberflächennahen Geothermie werden mehrere vertikale Erdwärmesonden in Bohrungen mit einem Durchmesser von 15 bis zu 25 cm und bis zu einer Tiefe von 100 m geführt. In den Erdwärmesonden befindet sich eine Wärmeträgerflüssigkeit wie beispielsweise Wasser oder Kohlenstoffdioxid. Die Wärmeträgerflüssigkeit wird im Untergrund auf eine Temperatur von bis zu 13 °C erwärmt.

Für Bauprojekte in wasserwirtschaftlich sensiblen Ortschaften sind Sole-Sonden nicht gestattet. Für wasserwirtschaftlich sensible Ortschaften kommen CO₂-Erdwärmesonden zum Einsatz. CO₂-Erdwärmesonden haben keinen negativen Einfluss auf das Grundwasser oder das Mineralwasser. Alternativ zu einer Sonde kann auch ein Erdwärmekollektor verwendet werden. Die Erdwärmekollektoren breiten sich auf eine Fläche 80 cm bis hin zu 160 cm Tiefe horizontal in der Erde aus. In den Erdwärmekollektoren erwärmt sich die Trägerflüssigkeit auf eine Temperatur von etwa 10 °C. Die Sonde oder der Kollektor ist mit einer Wärmepumpe über einen Wärmeüberträger verbunden. Über die Wärmepumpe erfolgt die weitere Wärmeerzeugung. Anlagen der oberflächennahen Geothermie arbeiten mit einer niedrigen Vorlauftemperatur. Für dieses Konzept sind Fußbodenheizungen und Wandheizungen ideal. Auch große herkömmliche Heizkörper können für eine gute Effizienz der Anlage sorgen.

Die tiefe Geothermie wird nochmals unterteilt in ein hydrothermales System und ein petrothermales System. Hydrothermale Systeme setzen im Untergrund an ein Aquifer beziehungsweise an wasserführende Schichten an und nutzen das Thermalwasser zur Energiegewinnung. In Deutschland wird derzeit ausschließlich das Dublettensystem verwendet. Es besteht aus einer Förderinjektionsbohrung und einer Reinjektionsbohrung. Durch die Förderinjektionsbohrung gelangt das heiße Thermalwasser aus dem Untergrund an die Oberfläche. An der Oberfläche angekommen wird die geothermische Wärme mittels Wärmeübertrager ausgekoppelt. Die geothermische Wärme kann direkt zur Wärmeversorgung oder Stromerzeugung verwendet werden. Das ausgekühlte Thermalwasser gelangt durch die Reinjektionsbohrung wieder zurück in den Untergrund. Die Vorteile der Geothermie sind die Zuverlässigkeit, der geringe Kohlenstoffdioxidausstoß, die Unerschöpflichkeit, die Wetterunabhängigkeit und die Preisstabilität. Außerdem bietet die Erdwärmeheizung Kombinationsmöglichkeiten mit anderen erneuerbaren Energien wie zum Beispiel mit einer Photovoltaikanlage oder einer Solarthermie-Anlage.

Synonym(e):

Erdwärme bei der Objektversorgung

Englische Übersetzung(en):

geothermal energy use in buildings