Wärmequellen (Erdwärme, Sonne und Biomasse) / 1 Erdwärme (Geothermie)

Geothermie oder Erdwärme ist die in der Erde gespeicherte Wärmeenergie, die unter der festen Erdoberfläche gespeichert ist. Dabei nimmt die Temperatur zum Erdinneren hin immer weiter zu. Im Erdkern herrschen nach verschiedenen Schätzungen 4.800 – 7.700 °C. Die Wärmeenergie stammt zu etwa knapp einem Drittel aus der Restwärme der Erdentstehung und zu mehr als zwei Dritteln aus dem Zerfall radioaktiver Elemente. Diese Zerfallsprozesse werden noch Millionen Jahre lang thermische Energie erzeugen. Bis heute ist dieser nach menschlichen Maßstäben unerschöpfliche Vorrat an thermischer Energie noch weitgehend ungenutzt.

Die Wärmebereitstellung aus Umweltwärme und Geothermie gewann im Jahr 2023 nach Angaben des Bundesumweltamtes (UBA) nochmals deutlich an Bedeutung und lag mit 25,7 Milliarden kWh deutliche 18 % über dem Niveau des Vorjahres (21,7 Milliarden kWh). Hier zeigte sich wie schon im Vorjahr das starke Wachstum auf dem Wärmepumpenmarkt. Insgesamt werden heute etwa 12,5 % der erneuerbaren Wärme aus Geothermie und Umweltwärme gewonnen, im Jahr 2000 lag der Anteil bei unter 4 % (siehe Abb. 1).

Abb. 1 Umweltbundesamt, Erneuerbare Energien für Kälte und Wärme^[1]

In den obersten 10 bis 15 Metern des Untergrunds bestimmen atmosphärische Faktoren die Bodentemperatur: Sonneneinstrahlung, der Wärmekontakt zur Luft und versickerndes Regenwasser. Darunter, bis in rund 50 Meter unter der Oberfläche, herrschen über das Jahr gesehen konstant etwa 10 °C. Weiter zur Tiefe hin steigt die Temperatur durch den Einfluss des Wärmestroms aus dem Erdinneren im Mittel um 3 °C pro 100 Meter an. Aufgrund dieses geothermischen Tiefengradienten liegt die durchschnittliche Temperatur in 5.000 Meter Tiefe bei 160 °C.

Bei der Erdwärme unterscheidet man in Deutschland grundlegend zwischen 2 Formen. Bei de...