Was ist Geothermie?

Was ist Geothermie?

Als Geothermie wird die Nutzung von Erdwärme bezeichnet, also die unter der Erdoberfläche gespeicherte Wärme (thermische Energie). Mit zunehmender Tiefe steigt auch die Temperatur im Erdinnern, je näher man dem Erdkern kommt, der schätzungsweise Temperaturen von etwa 5.000 bis 7.000 °C erreicht. Für uns ist die Geothermie ein wichtiger Baustein für die Energiewende. Wir wollen diese schier unerschöpfliche Energie unseres Planeten nutzbar machen und so eine natürliche Wärmequelle für eine klimafreundliche Versorgung nutzen.

Aus der Tiefe in die Haushalte

Um den Bodenschatz der Erdwärme gewinnen zu können, gehen wir am Geothermie-Standort auf eine Tiefe von etwa 3.500 Metern. Im Gegensatz zur oberflächennahen Geothermie spricht man hier von Tiefengeothermie. Hier in der Rhätsandsteinschicht liegt das sogenannte geothermische Zielreservoir, in dem wir etwa 130 °C heißes Thermalwasser erwarten. Zur Förderung der Erdwärme werden zwei Bohrungen benötigt.

Die Injektionsbohrung verläuft vertikal ca. 3.500 Meter in die Tiefe. Auch die Produktionsbohrung geht zunächst vertikal in die Erde, bevor sie in einer Tiefe von etwa 2.000 Metern abgelenkt wird. In der geothermisch genutzten Schicht liegen beide Bohrungen damit etwa 1.200 Metern auseinander. Durch diese Distanz wird verhindert, dass das in den Untergrund zurückgeleitete, abgekühlte Wasser erneut über die Förderbohrung nach oben gepumpt wird (sog. hydraulischer Kurzschluss) oder das Thermalwasserreservoir vorzeitig abkühlt. So wird eine langfristige Nutzung des geothermischen Reservoirs ermöglicht.

Über die Produktionsbohrung wird das heiße Thermalwasser gefördert, dem oberirdisch über Wärmetauscher die Wärme entzogen und in ein Fernwärmenetz übertragen wird. Das abgekühlte Wasser wird über die Vertikalbohrung zurück in den Entnahmehorizont geleitet, wo es sich erneut erwärmt und langsam wieder der Förderbohrung zuströmt. Damit wird ein geothermischer Kreislauf etabliert.

Je nachdem wie ergiebig das geothermische Reservoir ist, könnte die Erdwärme zusätzlich auch für die Stromproduktion genutzt werden.

Geothermiepotenzial für Norddeutschland

Die Bohrungen dienen nicht nur der Gewinnung von Erdwärme, sie sollen auch eine vertiefte wissenschaftliche Erforschung des Untergrunds ermöglichen. Neben den Rhät-Sandsteinen als eigentlicher Zielformation der Geothermie sollen auf dem Bohrpfad der ersten Bohrung weitere im norddeutschen Raum aussichtsreiche, jedoch kaum erschlossene Schichten untersucht werden, um deren Potenzial für eine geothermische Gewinnung oder Speicherung von Wärme zu erforschen.
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Reise in die Vergangenheit

In einer Tiefe von ca. 3.500 bis 3.800 Metern erwarten Geologen und Geophysiker im tiefen Untergrund von Wilhelmsburg eine Sandsteinschicht, den sogenannten Rhät-Sandstein, in der heiße Thermalwässer strömen können. Für diese sehr salzhaltigen Thermalwässer werden Temperaturen von etwa 130°C erwartet – ideal für die geothermische Nutzung.

Die Sandsteine haben sich aus mächtigen Sandpaketen gebildet, die vor über 200 Millionen Jahren – am Ende der geologischen Zeitepoche der Trias, dem sogenannten Rhät, abgelagert worden sind. Zu dieser Zeit mündeten große Flüsse in ein Meer. Dieses Meer war ein Teil des norddeutschen Beckens, einem marinen Ablagerungsraum in dem sich im Lauf der Zeit mächtige Sedimente bildeten. Die Sande wurden dann von weiteren Sedimenten – meist Tone aber auch Kalk- und Mergelsteine – überlagert und zu Sandsteinen verfestigt.

Salzgesteine im tieferen Untergrund lieferten das Salz und für die hohen Salzkonzentrationen in den Thermalwässer. Aufgrund der hohen Salzkonzentrationen ist eine Nutzung als Trinkwasser ausgeschlossen.

Die Erschließung von Erdwärme in Wilhelmsburg ist ein Baustein des Projektes IW3 – Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg.