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Die neue Zahl im Oktober

Was ist das denn auf dem Foto? Das sind Rohrleitungen, die zu einem Geothermischen Kraftwerk gehören. Diese Kraftwerksart nutzt Wärme ganz tief aus dem Erdinneren, wo Temperaturen bis 5000°C herrschen. Diese Wärme wird zur Stromerzeugung genutzt.

Warum die Zahl wichtig ist:

9, so viele Geothermische Kraftwerke gibt es zur Zeit in Deutschland. Geothermie ist übrigens der Fachbegriff für Erdwärme. Sicher fragst Du Dich, warum diese Energiequelle nicht noch mehr genutzt wird.

Je tiefer man von der Erdoberfläche aus bohrt, um so wärmer wird es. Für ein Geothermisches Kraftwerk benötigt man sehr tiefe Bohrungen unter 400 m und tiefer. In Deutschland gibt es keine aktiven Vulkane und keine Bereiche, wo die Erdwärme näher an der Erdoberfläche ansteht. Deshalb ist es sehr aufwendig, so ein Kraftwerk zu bauen.

Es werden dafür mehrere sehr tiefe Bohrungen in die Erde eingebracht. Über Bohrungen wird Wasser in die Erde gepumpt, welches sich da erhitzt und dann an einer weiteren Bohrung wieder an die Erdoberfläche befördert wird. Oben angekommen, ist das Wasser sehr heiß und hat meist über 100 Grad Celsius. Die Wärme des Wassers wird in einem Wärmetauscher auf ein anderes Medium (z.B. Isobutan, Isopentan) übertragen, welches eine Turbine antreibt. Die Turbine ist wiederum mit einem Generator gekoppelt, der dann den Strom erzeugt.

Was die Zahl uns sagt:

Ihr habt bereits erfahren, dass der Aufbau eines Geothermischen Kraftwerkes sehr kompliziert und teuer ist. Aber es gibt auch die Möglichkeit, die Erdwärme im Kleinen zu nutzen und zum Beispiel Einfamilienhäuser zu beheizen.

Dazu macht man es sich im Winter zu Nutze, dass das Erdreich selbst in geringer Tiefe etwas wärmer ist als die Luft. Gesammelt werden kann diese Wärme über einen Sondenfeld mit senkrechten Bohrungen. Diese sind dann etwa 100 Meter tief (siehe Abbildung 2). Eine Alternative sind große, flach liegende Kollektoren, bei denen Rohrleitungen in vielen Windungen etwa 2 Meter unterhalb der Erdoberfläche vergraben werden (siehe Abbildung 3).  

Beide Kollektortypen entziehen die „Wärme“ bei ca. 5-10 Grad Celsius. Damit man diese Wärme zur Gebäudeheizung sinnvoll nutzen kann, muss sie noch mit einer Wärmepumpe auf eine höhere Temperatur gebracht werden. Denn mit 10 Grad warmem Wasser wird Deine Wohnung nicht wirklich warm. Wie eine Wärmepumpe funktioniert, zeigt Dir Abbildung 4.

Die Wärme, die aus dem Boden entnommen wird, muss auch wieder nachströmen können, ansonsten würden die Kollektoren nach einer Weile vereisen. Bei den Flachkollektoren kommt die Wärme überwiegend im Sommer durch Sonneneinstrahlung und Regen zurück, bei den senkrechten Sonden hingegen aus der Wärmeleitung des umgebenden Gesteins und über Grundwasserströmungen.

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