Tiefengeothermie 

Deutschland auf dem Weg zur Energiewende: Neben der Stromproduktion durch Wind- und Solarenergie rückt die Tiefengeothermie – oder Tiefe Geothermie – als eine Form von Wärmeenergie stärker in den Blick der Politik und der Energiebranche. Sie gilt als eine nahezu unbegrenzte, wetterunabhängige Quelle für erneuerbare Wärme. 

Bei der Tiefengeothermie wird die in der Erdkruste gespeicherte Wärmeenergie durch Bohrungen in 400-5.000 Metern Tiefe genutzt. Ziel ist es, mit den Bohrungen bis zu Temperaturen vorzustoßen, die hoch genug sind, um eine direkte Wärmebereitstellung – ohne zwischengeschaltete Wärmepumpen – nutzen zu können. 

Die Bundesregierung will das Potenzial nutzen, um fossile Energieträger zu ersetzen und die Abhängigkeit von Importen zu verringern. Zugleich werfen Tiefbohrungsprojekte Fragen nach Sicherheit, Kosten und Auswirkungen auf Umwelt und Natur auf. Zwischen ambitionierten Ausbauzielen und berechtigten Bedenken braucht es jetzt klare Rahmenbedingungen, Forschung und transparente Beteiligung während des Ausbaus. 

Regionen in Baden-Württemberg mit Potenzial für Geothermie

In Deutschland nutzen derzeit rund 40 Tiefengeothermie-Anlagen die Wärme aus dem Inneren der Erde.  Auch in Baden-Württemberg könnte die Tiefengeothermie zukünftig ein wichtiges Standbein der Wärmewende sein. Allerdings wurden im Jahr 2023 in Baden-Württemberg lediglich 0,107 TWh durch die Tiefengeothermie gewonnen, bei einem Gesamtbedarf von 22.264 Gigawattstunden Wärme. Das entspricht gerade mal 0,08 % (Quelle). Regionale Spitzenreiterin in Deutschland ist die Stadt München mit 12 Tiefengeothermie–Anlagen. In ganz Bayern wurden 2024 rund 3,4 TWh aus Tiefengeothermie gefördert. Das deckt den jährlichen Verbrauch von rund 300.000 Haushalten und bedeutet einen Anstieg um mehr als 20 Prozent im Vergleich zu 2023. Die in Bayern geförderte Wärme stammt aus dem süddeutschen Molassebecken, einer Erdschicht, die bis in den Südosten Baden-Württembergs reicht. Neben dem Molassebecken hat in Baden-Württemberg auch der Oberrheingraben ein großes Potenzial zur thermischen Nutzung.  

Bei der Tiefengeothermie unterscheidet man zwei Verfahren: 

1. Hydrothermale Tiefengeothermie Bei der hydrothermalen Tiefengeothermie wird warmes Thermalwasser aus der Tiefe an die Oberfläche gepumpt. Nach einem Entzug der Wärme über Wärmetauscher wird das abgekühlte Wasser über eine zweite Bohrung wieder in den Untergrund geleitet. Hydrothermale Tiefengeothermie ist in Baden-Württemberg zulässig und primär für Thermal- und Erlebnisbäder sowie Heilzwecke bereits weit verbreitet. 
2. Petrothermale Tiefengeothermie Beim petrothermalen Verfahren, auch „hot dry rock“ genannt, stehen keine natürlichen Thermalwasservorkommen zur Verfügung. Zur Vorbereitung der Wärmegewinnung wird unter hohem Druck Wasser in das trockene Gestein gepresst, wodurch kleine Risse entstehen. Durch diese Risse zirkuliert das Wasser, erhitzt sich dabei und wird anschließend an die Oberfläche gepumpt. Aufgrund von induzierter Seismizität und möglicher Beeinträchtigungen der zur Trinkwasserversorgung dienenden Grundwasserleiter ist die petrothermale Geothermie problematischer als die hydrothermale Nutzung. Kommerzielle Nutzung petrothermaler Tiefengeothermie ist in Baden-Württemberg derzeit nicht zulässig.

Abbildung: Nutzungssysteme der Geothermie (Quelle: Landesforschungszentrum Geothermie 2022: Fragen und Antworten zur Tiefen Geothermie, S.10)

Die so gewonnene Wärme kann in Nah- und Fernwärmenetze für die Versorgung von Haushalten und Industrie genutzt werden. Neben ihrer Funktion als Wärmequelle können unterirdische Grundwasservorkommen auch als Wärmespeicher dienen. Theoretisch ließen sich damit sommerliche Wärmeüberschüsse für den Winter speichern. Mittlerweile existieren in Europa ca. 3.000 solcher Speicher, von denen aber nur etwa 100 in Wärmenetze eingebunden sind.  

Kritisch betrachtet wird von den Naturschutzverbänden die Nutzung der Geothermie für die Stromgewinnung. Dafür wird die Wärme durch Dampfturbinen in Strom umgewandelt. Generell sollte nach Ansicht des BUND und NABU der Schwerpunkt aber auf der Wärmenutzung liegen, da der Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung nur bei etwa 10-15 % liegt.  

Im Oberrheingraben wurde neben vielversprechenden Temperaturen im geförderten sehr salzigen Wasser Lithium gefunden. Ob das Metall in größerem Stil wirtschaftlich und ökologisch unbedenklich gewonnen werden kann, ist noch nicht abzusehen.  

Im Zentrum zukünftiger Projekte steht in Baden-Württemberg die hydrothermale Nutzung. Da die Geothermie jedoch nicht frei von Umweltauswirkungen ist, müssen vor der Realisierung neuer Kraftwerke umfangreiche Voruntersuchungen durchgeführt werden. Besonders eine Untersuchung des Einflusses auf Grundwasservorkommen und den Wasserhaushalt in der Region ist in weiteren Planungsschritten unverzichtbar. Laufende Überwachung des Grundwassers, der Dichtheit der Bohrungen und der Seismizität müssen während der gesamten Bau- und Betriebszeit sichergestellt werden. 

Weiterführende Links: BUND-Position: Strom und Wärme aus Tiefengeothermie