Geothermie als Baustein der Wärmewende

Geothermie ist bundesweit auf dem Vormarsch. Viele Energieversorger und Wärmenetzbetreiber sehen insbesondere in der Tiefengeothermie eine Möglichkeit für eine grundlastfähige Wärmeversorgung. Auch BS|ENERGY prüft derzeit, ob Erdwärme als erneuerbare Energiequelle für die Fernwärme in Braunschweig in Frage kommt.

Geothermie setzt sich aus zwei altgriechischen Begriffen zusammen: „geo“ für „Erde“ und „thermos“ bedeutet „warm“ bzw. „Wärme“. Geothermie heißt also wörtlich übersetzt Erdwärme. Schon immer nutzen Menschen heiße Thermalquellen, an denen natürlich erhitztes Grundwasser aus tieferen Erdschichten zutage tritt – etwa zum Baden, Kochen oder Heizen. Bereits im Römischen Reich wurde heißes Thermalwasser mittels Leitungen für Bäder und für Bodenheizungen in Gebäude geleitet. Die französische Ortschaft Chaudes-Aigues, was heißes Wasser bedeutet, entwickelte 1334 sogar ein erstes Fernwärmenetz: Über Holzrohre wurden mehrere Häuser mit Wasser aus heißen Quellen versorgt. Island nutzt seit 1930 seine geothermalen Quellen für die Fernwärmeversorgung, heute werden 90 Prozent der isländischen Haushalte mit Erdwärme beheizt. Das erste Geothermie-Heizwerk in Deutschland wurde 1984 in Waren an der Müritz in Betrieb genommen. Heute sind es bundesweit 42 geothermische Anlagen (Stand: Januar 2025).

Wärme aus der Tiefe der Erde

Der größte Teil der Wärme im Erdinneren entwickelte sich vor rund 4,6 Milliarden Jahren bei der Entstehung der Erde. Seither steigt aus dem mehrere Tausend Grad heißen Erdkern kontinuierlich Wärme nach oben. Dazu kommt noch zusätzliche Wärmeenergie, die durch den ständigen Zerfall natürlicher radioaktiver Isotope im Erdmantel und in der Erdkruste entsteht. Rechnerisch nimmt die Temperatur in der Erdkruste durchschnittlich um 3 Grad Celsius pro 100 Meter zu – das macht in 3.000 Metern Tiefe 90 Grad Celsius, in 4.000 Meter schon 120 Grad Celsius.

„Das macht sie besonders geeignet für die ganzjährige und verlässliche Versorgung mit Wärme, im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energiequellen wie Solarenergie, Windkraft oder Umweltwärme“, erläutert Henrik Magnus Harmeling, Projektingenieur im Team Vertrieb Wärme und Dezentrale Erzeugung – Projektentwicklung bei BS|ENERGY. Grundsätzlich wäre es theoretisch überall möglich, Erdwärme zu nutzen. Aber manche Standorte eignen sich für die Tiefengeothermie aufgrund der geologischen Voraussetzungen besser: In Deutschland sind das vor allem der Oberrheingraben,
das Gebiet zwischen Donau und Alpen (das sogenannte Süddeutsche Molassebecken) und das Norddeutsche Becken, an dessen Rand Braunschweig liegt.

Bei der Nutzung der Erdwärme wird zwischen oberflächennaher und Tiefengeothermie unterschieden. Oberflächennahe Geothermie umfasst Maßnahmen, die bis in eine Tiefe von maximal 400 Meter reichen. Bereits in einer Tiefe ab 20 Metern ist die Temperatur ganzjährig konstant. Die Erdwärme
kann über horizontal verlegte Kollektoren in geringer Tiefe, vertikale Sonden in mehreren 100 Metern Tiefe und über Grundwasserbrunnen genutzt werden. Unter zusätzlichem Einsatz einer Wärmepumpe lassen sich damit einzelne Häuser und auch kleine Stadtquartiere beheizen. Alles unterhalb von 400 Metern zählt zur Tiefengeothermie.

Tiefengeothermie als Option für Braunschweig?

Um dem menschengemachten Klimawandel zu begegnen, soll Deutschland bis 2045 treibhausgasneutral werden. Damit das gelingt, muss auch die Wärmeversorgung dekarbonisiert werden: An die Stelle von fossilen Energieträgern wie Öl, Erdgas und Kohle tritt eine Wärmeversorgung aus erneuerbaren Energiequellen. Im Gesetz für die Wärmeplanung und zur Dekarbonisierung der Wärmenetze ist geregelt, dass Wärmenetze bis 2030 zu einem Anteil von 30 Prozent und bis 2040 mit einem Anteil von 80 Prozent mit Wärme aus erneuerbaren Energien oder unvermeidbarer Abwärme gespeist werden sollen. Durch den von BS|ENERGY im April 2024 vollzogenen Kohleausstieg und dank des neuen Biomasse-Heizkraftwerks (BMHKW) beträgt der Anteil erneuerbarer Energie an der Fernwärmeversorgung in Braunschweig bereits heute rund 35 Prozent. „Klar ist, dass eine erneuerbare Energiequelle bzw. eine Erzeugungstechnologie alleine nicht den Braunschweiger Wärmebedarf wird decken können“, erläutert Dr. Stefan Ludewig, Abteilungsleiter Vertrieb Wärme und Dezentrale Erzeugung bei BS|ENERGY. „Vielmehr setzt BS|ENERGY auf die Kombination verschiedener erneuerbarer, dezentraler Erzeugungsanlagen.“ Welche regenerativen Energiequellen das größte Potenzial bieten und wie diese zukünftig genutzt werden können, untersucht BS|ENERGY derzeit ergebnisoffen in laufenden Studien.

„Als regionaler Energieversorger ist es unser Ziel, unsere Kunden langfristig sicher, preisgünstig und treibhausgasneutral mit Wärme zu versorgen“, unterstreicht Dr. Volker Lang, Vorstand von BS|ENERGY.

Zum 1. Januar 2025 hat das Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) BS|ENERGY die Erlaubnis zur gewerblichen Aufsuchung von Erdwärme erteilt. Die Aufsuchungserlaubnis
ist eine bergrechtliche Erlaubnis und gilt zunächst für drei Jahre. Sie gibt BS|ENERGY das exklusive Recht, in dem festgelegten Gebiet Erdwärme unterhalb von 400 Metern aufsuchen zu dürfen. Zur Zeit wertet BS|ENERGY mit Unterstützung externer Experten akribisch vorhandene Daten von älteren Bohrungen aus, die mitunter mehr als 50 Jahre zurückliegen und erst digitalisiert und aufbereitet
werden müssen. Auf Basis dieser Erkenntnisse wird dann über die nächsten Schritte entschieden. Technische in den Untergrund eingreifende Maßnahmen wie beispielsweise Bodenuntersuchungen, Analysen und Probebohrungen wird BS|ENERGY dann gesondert in Form von Betriebsplänen
beim LBEG beantragen.