Was ist Geothermie? – Energie aus dem Inneren der Erde einfach erklärt
Geothermie nutzt die Wärme aus dem Erdinneren, um Häuser und ganze Städte heizen. Wie das funktioniert, erklären wir hier einfach und verständlich.
Das Wichtigste in Kürze:
- Geothermie nutzt die natürliche Wärme aus dem Erdinneren für Heizen, Kühlen und Strom – wetterunabhängig und rund um die Uhr verfügbar.
- Technische Verfahren wie Erdwärmesonden, Kollektoren oder Tiefengeothermie-Anlagen machen die Erdwärme nutzbar – vom Einfamilienhaus bis zur städtischen Fernwärme.
- Unterschieden wird zwischen oberflächennaher und Tiefengeothermie, je nach Tiefe und technischer Umsetzung.
- Vorteile: Nachhaltigkeit, Versorgungssicherheit, Klimaschutz. Herausforderungen: Hohe Investitionen, komplexe Bohrtechnik, aufwändige Planung.
- In Wien entsteht mit dem Projekt „deeep“ die erste Tiefengeothermie-Anlage, die künftig zehntausende Haushalte mit grüner Wärme versorgen soll.
Geothermie ist eine natürliche Energiequelle, die direkt unter unseren Füßen liegt. Die im Erdinneren gespeicherte Wärme kann für Heizen, Kühlen und sogar zur Stromerzeugung genutzt werden.
Es handelt sich um eine unabhängige, regionale und klimafreundliche Energiequelle. Anders als Sonne oder Wind steht sie rund um die Uhr und wetterunabhängig zur Verfügung. Geothermie ist eine nach menschlichem Ermessen unerschöpfliche Wärmequelle und eine zentrale Säule für eine nachhaltige und klimafreundliche Energiezukunft.
Doch was genau ist Geothermie? Wie funktioniert die Nutzung der Erdwärme und welche Vorteile bietet sie? Hier gibt’s einen leicht verständlichen Überblick.
Was bedeutet Geothermie?
Der Begriff Geothermie stammt aus dem Griechischen. „Geo“ bedeutet Erde und „thermos“ bedeutet Wärme. Daher leitet sich auch die deutsche Bezeichnung „Erdwärme“ ab. Geothermie bezeichnet also die Wärme, die im Erdinneren gespeichert ist. Diese entsteht aus zwei Hauptquellen:
- Der ursprünglichen Wärme aus der Entstehungszeit der Erde.
- Der kontinuierlichen Wärmeproduktion durch den radioaktiven Zerfall von Elementen im Erdmantel.
Wie funktioniert Geothermie?
Bei Geothermie nutzt man die im Untergrund gespeicherte Wärme für Heizen, Kühlen und die Stromerzeugung. Die Nutzbarkeit der Erdwärme hängt vor allem von der Tiefe ab, in der die Wärme erschlossen wird.
Der Erdkern weist Temperaturen von 5.000 bis 7.000 °C auf. In Mitteleuropa steigt die Temperatur im Durchschnitt alle 100 Meter um etwa drei Grad Celsius. Je tiefer gebohrt wird, desto wärmer wird es. Diese Wärme kann durch unterschiedliche technische Verfahren nutzbar gemacht werden.
Es gibt im Wesentlichen drei Verfahren zur Nutzung der Erdwärme: die direkte Nutzung, die Wärmepumpentechnologie und die Stromerzeugung durch Geothermiekraftwerke. Diese werden weiter unten im Artikel bei den Einsatzmöglichkeiten genauer erklärt.
Welche Arten von Geothermie gibt es?
Tiefengeothermie
Bei der Tiefengeothermie werden Wärmequellen in mehreren tausend Metern Tiefe erschlossen. Zwei Hauptformen sind dabei zu unterscheiden:
- Hydrothermale Geothermie: Nutzt das natürliche Wasservorkommen im Untergrund. Das Thermalwasser wird direkt gefördert, die Wärme an der Oberfläche genutzt und nach Nutzung wieder zurückgeführt.
- Petrothermale Geothermie: Hierbei wird Wasser in heißes, trockenes Gestein gepresst, um künstlich ein Wärmetauschersystem zu schaffen.
In Wien will Wien Energie gemeinsam mit OMV im Joint Venture deeep die hydrothermale Geothermie für die umweltfreundliche Wärmeversorgung nutzen. Weitere Informationen zu Tiefengeothermie in Wien gibt es im Beitrag „Geothermie: Nutzen wir die Wärme aus der Tiefe“.
Tiefengeothermie in Wien: Das Projekt GeoTief und die Initiative „deeep“
Seit 2016 erforschte Wien Energie gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Forschung im Rahmen des Projekts GeoTief Wien die geologischen Voraussetzungen im Großraum Wien. Die Ergebnisse belegen, dass sich in rund 3.000 Metern Tiefe ein bedeutendes Thermalwasservorkommen befindet: das sogenannte Aderklaaer Konglomerat.
Seit Dezember 2024 arbeiten wir mit OMV gemeinsam im Gemeinschaftsunternehmen deeep an den Bohrungen für die erste Tiefengeothermie-Anlage Wiens. Aus 3.000 Metern Tiefe soll heißes Wasser an die Oberfläche gepumpt und für die Fernwärme-Erzeugung verwendet werden. Umgerechnet 20.000 Wiener Haushalte wollen wir so ab 2028 mit grüner Wärme aus der Tiefe beheizen.
Oberflächennahe Geothermie
Die oberflächennahe Geothermie greift auf Erdwärme in Tiefen bis etwa 3400 Meter zu. Typische Anwendungsformen sind:
- Erdwärmesonden: Vertikal in den Boden eingelassene Rohre, durch die ein Wärmeträger zirkuliert.
- Erdkollektoren: Flächig verlegte Rohrsysteme in geringer Tiefe.
Diese Systeme kommen häufig bei der Beheizung von Ein- oder Mehrfamilienhäusern zum Einsatz.
Wie funktioniert eine Tiefengeothermie-Anlage?
Eine Tiefengeothermie-Anlage basiert auf einem geschlossenen Kreislaufsystem:
- 1
Förderung
Thermalwasser wird über eine Förderbohrung aus mehreren hundert bis tausenden Metern Tiefe an die Oberfläche gepumpt.
- 2
Wärmeübertragung
In der sogenannten Obertage-Anlage (also der Teil der Tiefengeothermie-Anlage an der Erdoberfläche) wird dem Thermalwasser mittels Wärmetauscher die Wärme entzogen.
- 3
Nutzung
Die gewonnene Wärme wird direkt in das Fernwärmenetz eingespeist und verteilt.
- 4
Rückführung
Das abgekühlte Thermalwasser wird über eine Rückführungsbohrung wieder in das geothermische Reservoir geleitet.
Ein gutes Beispiel dafür ist unsere Tiefengeothermie-Anlage in Aspern.
Welche Einsatzmöglichkeiten von Geothermie gibt es?
Geothermie wird vielseitig genutzt – sowohl im privaten als auch im industriellen Maßstab:
-
Direkte Nutzung der Erdwärme:
Hierbei wird die geothermische Wärme direkt zur Beheizung von Gebäuden, Gewächshäusern oder zur Warmwasseraufbereitung eingesetzt. Dies erfolgt über Erdwärmesonden, Erdkollektoren oder Thermalwasserleitungen. -
Wärmepumpentechnologie:
Die oberflächennahe Erdwärme wird über Wärmepumpen auf ein nutzbares Temperaturniveau gebracht. Wärmepumpen können die Temperatur der geförderten Erdwärme effizient anheben und sind insbesondere für den Einsatz in Einfamilienhäusern verbreitet.
Innovative Kombination beider Ansätze
In der Praxis werden direkte Nutzung und Wärmepumpentechnologie aber nicht immer so strikt voneinander getrennt. Wien Energie gehört zu den ersten Unternehmen, die eine Kombination beider Systeme einsetzt.
Das geförderte Tiefenwasser bringt eine konstante Temperatur von etwa 105 °C mit. Das ist für den direkten Einsatz in der Fernwärmeversorgung an den meisten Tagen ausreichend. An besonders kalten Tagen im Jahr reicht diese Temperatur jedoch nicht immer aus. Dann wird zusätzlich eine Wärmepumpe eingesetzt, um die sogenannte Vorlauftemperatur – also die Temperatur des Heizwassers, das zu den Haushalten strömt – weiter zu erhöhen.
An den übrigen Tagen, wenn die Wärmepumpe nicht zur Nachheizung benötigt wird, nutzt sie den Rücklauf – das abgekühlte Wasser, das aus den Haushalten zurückfließt – als Wärmequelle. Auf diese Weise lässt sich die Leistung der Anlage zusätzlich steigern.
Vor- & Nachteile der Geothermie
Fazit: Lohnt sich Geothermie?
Geothermie bietet eine klimafreundliche, nachhaltige und zukunftssichere Energiequelle. Sie ist wetterunabhängig, konstant verfügbar und kann sowohl für einzelne Gebäude als auch großflächig in Städten genutzt werden.
Tiefengeothermie ist ein Schlüssel zur klimaneutralen Wärmeversorgung der Zukunft, insbesondere in einer wachsenden Großstadt wie Wien. Sie ist nicht nur umweltfreundlich und regional, sondern auch dauerhaft verfügbar und ermöglicht stabile Wärmepreise.
Mit Projekten wie dem Forschungsprojekt GeoTief Wien und dem Joint Venture „deeep“ setzen wir mit unseren Projektpartnern entscheidende Schritte, um die Potenziale der Geothermie in Wien optimal zu nutzen. Die erste Tiefengeothermie-Anlage in Aspern ist dabei nur der Anfang! Bis 2040 soll die Versorgung von bis zu 200.000 Haushalten durch Tiefengeothermie realisiert werden.
