Gelingt die Wärmewende dank Geothermie? 

Liebe Lesende,

ich habe diese Woche die Heizperiode für beendet erklärt und alles auf Null gedreht. Meine alte Gastherme sorgt jeden Winter für Kummer, weil sie ineffizient und teuer ist. Umso interessierter verfolge ich die politischen Debatten ums Heizen.

Manchmal sehne ich mich dann nach Island. Dort kostet die Heizung für ein durchschnittliches Haus ungefähr 60 Euro im Monat. Das ist möglich, weil 90 Prozent der Haushalte mit Geothermie beheizt werden. Obwohl wir in Deutschland nicht an das Land der Geysire anknüpfen können, wäre auch hierzulande mehr drin, sagen Experten – sogar in Städten, die nicht über einer geothermalen Zone liegen. Wie beispielsweise Erfurt. Dort laufen in diesen Wochen erste Untersuchungen.

Aktuell ist Blütezeit der Kirschbäume in Japan. Seit dem neunten Jahrhundert wird dokumentiert, wann die Kirschen in Kyoto blühen: Ein Indikator dafür, wie sich das Klima verändert hat. Das zeigt diese interaktive Datenvisualisierung. Rechte: imago.

In Erfurt haben die Untersuchungen bereits begonnen: 17 gewaltige Vibro-Trucks fahren in den kommenden Monaten durch Stadtgebiet und Umland. Bis Ende Juni sollen die Trucks den Untergrund unter der Thüringer Landeshauptstadt bis in sieben Kilometer Tiefe mittels Schallwellen kartieren.  

Geophysiker Hauke Matthiesen betreut die Fahrzeuge. Er vergleicht das Verfahren gerne mit einem Ultraschall, wie man ihn aus der Medizin kennt: „Nur, dass beim Mediziner das Ergebnis quasi in Echtzeit auf den Schirm gezaubert wird. Aber die Rechenprozesse sind exakt die gleichen.“ Die Schallwellen der Trucks dringen tief in den Untergrund. Das, was dann als Reflexion zurückkommt, wird an der Erdoberfläche mit den sogenannten Geophonen aufgezeichnet. Mit diesem Verfahren könne man ein detailgenaues Bild der Gesteinsschichten im Untergrund erzeugen. Das Ziel: Erkunden, wo genau in Erfurt eine Tiefengeothermie-Bohrung sinnvoll ist. Ob es tatsächlich auch die nötige Wärme gibt, können anschließende Probebohrungen beantworten, erklärt Matthiesen.

Dass Erfurt überhaupt zum Geothermie-Erkundungsgebiet wird, ist ein Novum – denn die Stadt liegt weitab der Zonen, die bisher als geologisch geeignet galten. In Deutschland sind das das norddeutsche Becken, der Oberrheingraben und das süddeutsche Molassebecken in Bayern.

Dort weiß man bereits, dass die Temperaturen in wenigen Kilometern Tiefe so hoch sind, dass Erdwärme sich höchstwahrscheinlich lohnt – und, dass das Gestein wasserdurchlässig ist. Das galt bisher als Voraussetzung. Denn damit die Wärme aus der Tiefe zu uns kommt, wird warmes Wasser zur Erdoberfläche empor gepumpt und nach Abkühlung wieder in die Tiefe zurück. Wasser ist das Trägermedium für die Wärme, die anschließend per Fernwärmenetz in die Heizungen überführt wird.  

„In Erfurt besteht der tiefe Untergrund wahrscheinlich eher aus Gneis, Granit oder alten Sedimenten: Also sehr festem, dichten Gestein“, erklärt die Geologin Inga Moeck. Man müsse das nötige Wasser in diesem Fall dementsprechend selbst von oben in die Tiefe bringen. Bisher war das kaum möglich – aber neue geothermische Systeme könnten das ändern. Petrothermale Systeme injizieren kaltes Wasser von der Oberfläche in künstlich erzeugte Risse im Gestein. Dort erwärmt sich das Wasser und kommt als heißes Wasser zurück an die Oberfläche.

Petrothermale Geothermie birgt ein enormes Potenzial, sagt Inga Moeck: „Weil man es schlicht überall machen könnte.“ Für die Geothermie in Deutschland könnten diese Systeme demnach vieles verändern. Allerdings: In der Praxis gibt es sie aktuell noch nicht. „Eigentlich ist das eher ein Forschungsthema. Die Marktreife ist noch nicht da“, betont Moeck, die selbst Professorin für Angewandte Geothermik und Geohydraulik an der Georg-August-Universität Göttingen ist.

Darüber hinaus sei die Erschließung kostspielig, weil die entsprechenden Bohrungen drei bis sechs Kilometer tief sein müssen. „Das Gestein muss 120 Grad heiß sein, besser 150 Grad. Gneis und Granit sind außerdem harte Gesteine – da bohrt es sich sehr langsam.“ Auch das sei ein enormer Kostentreiber.  

Die Erkundung des Erfurter Untergrundes per Truck wird alleine bereits 5,8 Millionen Euro kosten. Aus Inga Moecks Sicht ist die Entscheidung der Stadtwerke Erfurt für Erdwärme ein „mutiger Schritt“. Dennoch sei die Strategie, jetzt das Potenzial auszuloten, genau richtig und zeuge von kompetenter Planung.

Der Ausbau dieser Energiequelle dürfte in der Bevölkerung allerdings auch teilweise mit Vorbehalten verbunden sein. Risse in Hauswänden, Verschiebungen im Boden – so die Horrorszenarien. Im südbadischen Ort Staufen löste eine Bohrung 2007 durch missglückte Abdichtung eine Katastrophe aus. Der Boden in der Stadt hob sich um über 70 cm. Inga Moeck sagt, mittlerweile sei die Technologie an einem Punkt, an dem dieses Risiko beherrschbar geworden sei. Strenge seismische Überwachungen seien vorgeschrieben: „Wir wissen, was passieren kann, und wir wissen, was man tun kann, damit es nicht mehr zu Unfällen kommt.“

Geothermie gibt es in Deutschland bereits seit 1984. Damals ging das erste Erdwärmekraftwerk in Waren an der Müritz ans Netz. Seitdem wurde die Technologie stetig ausgebaut. Gerade, wenn es um klimafreundliche Heizungen geht, könnte Geothermie eine Lücke schließen. Denn: Einmal installiert, liefert sie konstant Wärme. Unabhängig von Tages- und Jahreszeiten strömt die Wärme aus dem Erdinneren an die Oberfläche. Dort kann sie kontinuierlich in Fernwärmenetze eingespeist werden. Städte wie Erfurt, die aktuell in die Technologie investieren, erhoffen sich damit vor allem kalkulierbare Wärmekosten. Im Gegensatz zu Gas und Öl ermöglicht Erdwärme außerdem lokale Wertschöpfung und ist unabhängig von Importen. Das reduziert Preisrisiken und geopolitische Abhängigkeiten.

Vor allem in größeren Städten kann sich das lohnen: So plant etwa die Stadt München, bis 2040 ihr gesamtes Fernwärmenetz aus der Geothermie zu decken. Dieses Ziel sei ambitioniert, findet Inga Moeck, aber theoretisch machbar. „Wenn wir 2040 so viel erneuerbare Wärme wie möglich haben wollen, dürfen wir unsere Ziele auch nicht zu tief ansetzen.“

Auch die Bundesregierung setzt seit Kurzem vermehrt auf Erdwärme. Im aktuellen Klimaschutzprogramm 2026 wird Geothermie explizit als Fernwärmelösung erwähnt. Die Technologie soll stärker gefördert werden. Außerdem will der Staat die finanziellen Risiken bei der Suche nach geeigneten Orten mit absichern. Dazu sollen die entsprechenden Genehmigungsverfahren beschleunigt werden. Konkrete Zahlen dazu, wie viel Wärme oder Strom Deutschland aus der Erde generieren könnte, fehlen aber im Klimaschutzprogramm.

Dafür gibt es diverse Zahlen aus der Forschung. Studien aus Deutschland und Europa legen nahe, dass das Potenzial enorm sein könnte. Und zwar nicht nur in puncto Wärme, sondern auch für die Erzeugung von Strom. Aktuell schätzt eine Studie des Energie-Thinktanks EMBER, dass in der EU theoretisch 43 Gigawatt einsetzbarer, kostengünstiger Geothermie-Strom verfügbar wären. Das entspricht etwa 30 Kernkraftwerken (mit jeweils 1,3 GW). Gerade für den Ausbau von Rechenzentren wäre Geothermie eine grundlastfähige, flexible und speicherfähige Stromquelle, so die Studienautoren.

Inga Moeck hält diese Zahl für realistisch. In Deutschland sei aus ihrer Sicht die Nutzung der Geothermie vor allem für Wärme relevant. Immerhin sei die Umwandlung der Erdwärme in Strom mit 90 Prozent Verlust verbunden. Moeck selbst hat 2022 in einer Metastudie ermittelt, dass bundesweit 118 Terawattstunden Wärme aus der Erde nutzbar wären. Das entspräche dem Bedarf von acht bis zehn Millionen Wohnungen in Deutschland.