Erdwärmenutzung - Tiefe Geothermie

Unter tiefer Geothermie versteht man die unterhalb der Erdoberfläche gespeicherte Wärme, die zum einen aus der Zeit der Erdentstehung und zum anderen aus radio­aktiven Zerfalls­pro­zes­sen, die in der Erd­krus­te seit Jahr­millionen kontinuierlich Wärme er­zeu­gen, stammt und bei deren Nut­zung Tiefen von mehr als 400 m erreicht werden.

Tiefe Geothermie kann sowohl direkt im Wär­me­markt genutzt werden als auch in Kraft-Wärme-Kopplung zur Er­zeu­gung von elektrischem Strom und Nieder­temperatur­wärme. Hierfür kommen über­wie­gend Organic Rankine Cycle (ORC)- oder Kalina Cycle-Anlagen in Frage. Mit Hilfe dieser Ver­fah­ren wird es möglich, Reser­voires thermischer Energie in einem Tem­pe­ra­tur­bereich bereits ab ca. 120 °C für die Erzeugung von Strom zu nutzen, die mit Wasserdampf-Kraft-Prozessen nicht erschließbar wären. Die elektrische Leis­tung einer ORC-Anlage kann im Bereich von 0,5 - 5,0 MW, bei einer thermischen Leistung im Bereich von 3,0 - 35,0 MW liegen. Die Betriebs­dauer von Geothermie-Kraft­werken liegt bei mehr als 7.500 Stunden pro Jahr.

In Hessen weist der Ober­rheingraben als tektonisch aktives Krusten­gebiet, dessen nördliche Aus­läu­fer in den südh­essischen Raum hineinragen, den größten geothermischen Gradienten auf. Innerhalb der äußeren Erdkruste beträgt dieser stark schwankende Wert im Mittel 3 Kelvin pro 100 m Tiefe, im Ober­rhein­graben liegt er bei etwa 5 K pro 100 m. Im hessischen Teil des Ober­rhein­grabens finden sich trotz erheblichen Potenzials bislang nur wenige tiefen­geo­ther­mische Anlagen, der Zugang zu einer geeigneten Wärme­infra­struktur (Wärme­nachfrage und Verteilnetz) gestaltet sich schwierig.