Teurer kochen: Der Geysir von Geretsried

In Oberbayern entsteht derzeit eine gigantische Anlage, welche die Hitze aus kilometertiefen Erdschichten an die Oberfläche bringen soll, um dort Haushalte und Fabriken mit Energie zu versorgen. Es ist ein weltweit einzigartiges Vorhaben. Könnte das vielleicht seine Gründe haben?

Wo auch immer wir stehen, 6.200 Kilometer unter uns, im Zentrum unserer Erdkugel, herrscht eine Temperatur von mehr als 5.000 Grad Celsius. Zur Oberfläche hin wird es zwar kühler, aber nicht weit unter unseren Füßen ist es immer noch so heiß, dass das Gestein schmilzt; da herrschen um die 1.200 Grad. Davor schützt uns nur eine dünne Erdkruste, die gerade mal 40 Kilometer dick ist. Allerdings ist die an manchen Orten auch dünner, denn sie setzt sich aus einer Reihe von tektonischen Platten zusammen. In der Nähe der Nahtstellen quillt manchmal sogar das heiße Magma heraus, aus dem sich im Laufe der Zeit riesige Vulkane aufgetürmt haben.

Normalerweise aber haben wir festen und kühlen Boden unter den Füßen, denn innerhalb der 40 Kilometer dicken Erdkruste sinkt die Temperatur von Magma-Glut auf Umgebungsluft ab. Das ergibt also eine Abkühlung von durchschnittlich 1.200 Grad/40 km = 30 Grad pro Kilometer Erdkruste. Umgekehrt bedeutet das, dass es wärmer wird, wenn wir von oben in die Erde hineinbohren, und zwar mit den besagten 30 Grad pro Kilometer. Davon können die Arbeiter in den Goldminen ein Lied singen, deren Schächte oft in einigen Kilometern Tiefe liegen. Aber könnte man diese Wärmequelle nicht auch zum Nutzen der Menschheit einsetzen? In Regionen, in denen die Erdkruste dünner ist und daher die Hitze dichter unter der Oberfläche lauert, wird das schon längst getan, etwa in Island (oben im Bild ein isländischer Geysir). Da holt man sich die Wärme aus einer Tiefe von hundert Metern oder weniger.

Wir sind nicht Island

Und in Deutschland? In unserem unerbittlichen Kampf gegen CO2 ist kein Opfer zu groß und kein Preis zu hoch. Wenn sich eine alternative Energieform anbietet, egal wo auf der Welt, dann wir die angezapft. Der neue Quell ist jedoch – anders als Chile oder Namibia – keine 100.000 Kilometer entfernt, sondern nur ein paar tausend Meter; allerdings nicht nach Süden oder Westen, sondern nach unten. Im oberbayerischen Geretsried startete letztes Jahr ein gigantisches Projekt mit dem Ziel, die unendliche Hitzequelle im Inneren unseres Planeten anzuzapfen. Solche geothermischen Anlagen sind, wie schon erwähnt, nicht Neues; hier aber handelt es sich um einen Standort, an dem die Erdkruste weder brüchig noch ausgedünnt, sondern ganz normal ist.

Hier bringt man die Hitze an die Erdoberfläche, indem man Wasser in die Tiefe leitet, damit es sich dort unten erhitzt, um es anschließend wieder nach oben zu holen. Damit sich das lohnt, muss das Wasser aber richtig heiß werden. Bei der geplanten Anlage will man es bis auf 140 °C aufheizen. Gemäß unserer Rechnung, dass es jeden Kilometer 30 Grad wärmer wird, wäre die notwendige Tiefe dann 140/30, also knapp fünf Kilometer. Die geplanten Bohrungen sollen deshalb auf 4.500 Meter gehen. Genauer gesagt handelt es sich um zwei senkrechte Bohrungen im horizontalen Abstand von 3.800 Metern, die an ihren unteren Enden durch eine Reihe von parallelen Leitungen verbunden sind. Das Wasser wird in Bohrung A eingefüllt, fließt dann in einer Tiefe von 4.500 Metern durch die horizontalen Rohre zur 3.800 Meter entfernte Bohrung B, in der es wieder an die Oberfläche steigt.

Nachhilfe von den Ölbohrern

Das zu verwirklichen, ist natürlich eine gewaltige technische Herausforderung, aber man kann hier viel von der Petroleum-Industrie lernen. Die operieren in ähnlichen Tiefen und können da unten auch horizontale Bohrungen durchführen. Man wird dafür sorgen müssen, dass diese horizontalen Rohre möglichst guten Wärmekontakt mit dem umgebenden Gestein haben, damit sich das Wasser erhitzen kann, Bohrung B aber sollte gut isoliert sein, damit das Wasser auf dem Weg nach oben nicht seine kostbare Wärme wieder an die kalte Umgebung abgibt.

Oben angekommen, wird das Wassers mit seinen mehr als 100 Grad zum einem Teil als Fernwärme an die umliegenden Haushalte verteilt, zum anderen Teil wird Strom daraus gemacht. Dazu muss dann irgendwie ein elektrischer Generator angetrieben werden. Eine Wärmekraftmaschine hat bei solch niedriger Temperatur zwar keinen guten Wirkungsgrad, trotzdem erwartet man, dass neben den 64 MW an Heizleistung noch 8 MW Elektrizität herauskommen, die dann an die umliegenden 32.000 Haushalte verteilt werden. Wie viel bekäme dann jeder Haushalt ab? Es wären 2 kW an Heizung und 0,25 kW an Strom. Damit könnte man schon das WiFi betreiben und die Smartphones der Familie aufladen. Für die Waschmaschine genügt das nicht.

Und wer pumpt die riesigen Mengen an Wasser durch dieses viele Kilometer lange Labyrinth an Rohren? Das macht die Schwerkraft. Die Wassersäule von 4.500 m Höhe erzeugt am Boden von Bohrung A einen Druck von 450 bar. In Bohrung B herrscht ein ähnlicher Druck, aber etwas weniger als bei A. Das kommt daher, dass das Wasser in Bohrung B ein geringeres Gewicht hat, weil es dort (hoffentlich) wärmer ist als in A. Der Unterschied der Dichte könnte bei einem Prozent liegen, was eine Druckdifferenz von 4,5 bar verursachen würde. Das sollte für die Zirkulation ausreichen.

Ein Perpetuum mobile?

Haben wir jetzt also endlich das Perpetuum mobile, das CO2-frei, ohne Treibstoff und unabhängig von Jahreszeit, Tageszeit und Wetter zuverlässig Energie liefert? Das wäre zu schön, um wahr zu sein. Zwar ist der Wärmehaushalt von Mutter Erde unerschöpflich, das Gestein aber, welches die Röhren umgibt, wird sich abkühlen. Dem werden kontinuierlich so ca. 100 MW Wärme entzogen. Diese Wärme muss aus der Umgebung nachfließen. Geht das so schnell?

Wäre das Gestein flüssig, oder wäre da unten heißes Wasser, dann würde sich die Temperatur sofort ausgleichen, im harten Fels aber ist das etwas anderes. Und so muss man damit rechnen, dass da unten bald keine 140 °C mehr herrschen werden. Die Anlage verliert also mit den Jahren an Leistung, sie hat eine „Halbwertszeit“, und irgendwann ist sie dann unbrauchbar. Würde man sie dann abschalten und ein oder zwei Jahrzehnte warten, dann brächte sie wieder die volle Leistung, weil das Gestein in der Tiefe Zeit hatte, wieder die natürliche, hohe Temperatur anzunehmen.

Die notwendigen Investitionen werden derzeit auf 350 Millionen Euro geschätzt. Angesichts der Tatsache, dass es sich um ein „weltweit einzigartiges“ Projekt handelt, sollte man hier nicht kleinlich sein, wenn dann letztlich noch ein Faktor zwei oder drei vor dieser Zahl steht. Im Jahr 2026 soll die Anlage betriebsbereit sein. Damit auch alles unter einem guten Stern steht, kam im August vorigen Jahres die politische Elite Deutschlands zum Projektstart nach Geretsried: Olaf Scholz (Jurist), Bettina Stark-Watzinger (Germanistin), Markus Söder (Jurist) und Hubert Aiwanger (Landwirt). Schön, dass kein Ingenieur dabei war, der hätte vielleicht dumme Fragen gestellt. Dafür hat Hubert Aiwanger den „Innovationsmut“ gelobt, der das Vorhaben möglich gemacht hat. Allerdings wurden die Steuerzahler, auf deren Risiko sich all das abspielt, nicht vorher gefragt.

Hans Hofmann-Reinecke studierte Physik in München und arbeitete danach 15 Jahre in kernphysikalischer Forschung. In den 1980er Jahren war er für die Internationale Atomenergiebehörde (IAEA) in Wien als Safeguards Inspektor tätig. Er lebt heute in Kapstadt. Dieser Artikel erscheint auch im Blog des Autors Think-Again. Der Bestseller Grün und Dumm, und andere seiner Bücher, sind bei Amazon erhältlich.

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Leserpost

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Wolfgang Richter / 05.10.2024

Schon daß auch diesen überteuerten Strom samt Wärme vor allem der Steuerzahler zahlen darf. Hauptsache, die Politakteure haben ihre Spielwiesen und Buddelkisten für die vielfachen Fototermine, an denen sie den bestellten Medialen in die Objektive grinsen können. Und sicher gibts auch Schnittchen und Sektchen. Da ist die Welt dann doch in Ordnung.

A. Ostrovsky / 05.10.2024

Herr Hofmann-Reinecke, wann waren Sie denn das letzte Mal in Geretsried? Ich habe einige Zeit keine 50 km entfernt gewohnt, aber ich war nie in Geretsried und nur ein Mal in Wolfratshausen. Ich will es mal vorsichtig ausdrücken: Es bewegt mich nur unwesentlich, was sie dort machen, in Geretsried. Ohne dass ich mich dem Verdacht des Rassismus aussetzen möchte, bin ich auch wenig beeinflusst davon, dass der Tschad-See austrocknet, bzw. ob er überhaupt austrocknet. Es stört mich noch nicht einmal, dass die Geschwindigkeit der Erdrotation um Mikrosekunden langsamer geworden ist, weil der Chinese so viel Wasser anstaut. Das alles beeinflusst mich zwar indirekt, aber ich kann gar nicht für alles Empörung entwickeln. Wenn sich Geretsried um 30 Meter hebt und alle Häuser abgerissen werden müssen, was wäre davon denn so unersetzlich? Wieviel Weltkulturerbe der UNESCO schlummert in Geretsried? Ich überlasse das den Leuten dort, die dort wohnen, wo ich noch niemals war. Und Millionen, mal ehrlich, das ist ein Tropfen auf das heiße Gestein. Ackermann wusste schon, dass das Peanuts sind. Oder ein Fliegenschiss der Geschichte. Obwohl Fliegenschisse full Nazi sind. Ach das ist mir inzwischen egal. Der Sinn der endlosen Bingo-Information überall, ist der, dass wir abgestumpft und gleichgültig werden, damit wir bei den Staatsgeschäften nicht stören.

A. Ostrovsky / 05.10.2024

Ja, die Autoindustrie in Deutschland .... Pünktlich als das Thema mit dem CO2 hochgespielt wurde, wurden die PKW alle viel größer, schwerer, höher, dicker und (natürlich) teurer. Jetzt kann man sogar über den Mini nicht mehr drüber schauen. Und die Singles in München fahren mit dem Kleinbus zum Einkaufen. Hauptsache Maske. Und auf diese ungeheuer provokative gewaltsame Besserwisserei Einiger muss es dann irgendwie ein paar aufs M..l gegeben haben, weil die danach alle wie ausgetauscht das Gegenteil erzählt haben, und plötzlich nur noch Elektroautos bauen wollten. Und so eine völlige Verdrehung geht natürlich nur, wenn man auch sonst noch mehr Unsinn erzählt, da kann man dann alles drin verstecken. Die Fahrradstreifen und die Umkehrung der StVO, dass man rechts nicht überholen soll, kam dann noch, quasi mit Norfallzulassung. Und keinem fiel auf, was für ein gefährlicher Schwachsinn und was für eine dämliche Behinderung das ist. Dann fuhren plötzlich lauter Lastenfahrräder auf dem Gehweg, weil man ja drei Kinder, die in dem ungemütlichen Kasten sitzen und früh schon ihre Gelenke ruinieren und bei Kurverfahrten ein Schleudertrauma davontragen nicht auf der Fahrbahn den Fahrkunststücken der anderen Mütter aussetzen kann, die in dem SUV ohne Sitzkissen nicht über das Lenkrad schauen können. Und jetzt, oh Wunder, ist der Absatz nicht nur bei Lastenfahrrädern und E-Autos eingebrochen, sondern kein Mensch will freiwillig auch noch teuer ein Auto kaufen, das ihn ausspioniert und das er nirgends parken kann. Der Krug geht so lange zu Wasser bis er bricht und Hochmut kommt vor dem Fall. Das ist kurz zusammengefasst die Beschreibung der jüngsten Industriegeschichte. Ich finde es langweilig, wenn mir dann auch noch echte Probleme aufgezählt werden, die bei ungewöhnlichen Projekten auftreten können. Die braucht es gar nicht, um eine ehemals erfolgreiche Wirtschaft zum Absturz zu bringen. Und angesichts dieser völlig unnötigen Eitelkeiten sind echte Probleme viel weniger lustig.

Alois Hingerl / 05.10.2024

@Hans Hofmann-Reinecke: Danke, um “Petrothermie” geht es also, bei der Oberflächenwasser zum Aufheizen in heißes Gestein gepumpt wird (Hot-Dry-Rock-Methode, HDR), wenn kein heißes Wasser im Boden vorhanden ist. Ein HDR-Forschungskraftwerk läuft in Soultz-sous-Forêts bei Straßburg seit 2008, ging 2017 in den kommerziellen Betrieb unter Beteiligung von EnBW über und produziert angeblich rund 12 GWh Strom pro Jahr. Gerade lese ich: Die Anlage in Geretsried wird vom kanadischen (Mini-?)Unternehmen Eavor Technologies Inc. errichtet. Hinter Eavor stehen nach Eigenaussage “globale Energieerzeuger, Investoren, Entwickler und Risikokapitalfonds”, einschließlich Microsoft Climate Innovation Fund. Eavor erscheint als “Retorten-Unternehmen” – erst 2017 gegründet, bislang wohl nur mit einer Probebohrung (“Eavor Lite”) in Alberta seit 2019, aber mit etwa 14 seit 2018 eingereichten Patentanträgen zu Geothermie – eigenartig. Der CEO John Redfern (“a serial entrepreneur in the data analytics, oil service and energy tech verticals”) sitzt wohl in LA, die CFO Shyamli Mohamed scheinbar in Houston, der deutsche Mit-GF Robert Winsloe (vgl. Arinite Ltd., Oasis Petroleum Ltd.) wohl in London oder Spanien, je nach Quelle. Geretsried ist angeblich das erste kommerzielle Projekt. Was läuft da als 350-Mio.-Euro-Energieversorgungsprojekt vor den Toren Münchens, und mit welchem Ziel? Mit bayerischem Erfindergeist hat das Projekt scheinbar nichts zu tun. Das Bayerische Landesamt für Umwelt schreibt auf seiner (offenbar seit 2019 nicht aktualisierten) Webseite zur Tiefen Geothermie: “Die Nutzung von petrothermalen Systemen befindet sich hingegen derzeit noch im Versuchs- und Erprobungsstadium. Bislang hat nur eine Anlage den Regelbetrieb aufgenommen (zum Beispiel in Soultz-sous-Forêts im französischen Teil des Oberrheingrabens). Es ist daher davon auszugehen, dass in absehbarer Zeit in Bayern im tieferen Untergrund nur die hydrothermale Geothermie zum Einsatz kommen wird.”

A. Ostrovsky / 05.10.2024

Ich habe gerade nochmal beim Amazon mein Wissen über Wasserkocher aktualisiert. Es gibt jetzt auch welche auf Pirouettenbasis. Kann mir das jemand erklären? Ist das Schnickschnack, oder braucht man das plötzlich? Und ist das nicht gefährlich, wenn das Wasser heiß ist und das Teil dreht sich wie verrückt? Die moderne Technik fordert unsere ungeteilte Aufmerksamkeit, aber wenigstens nicht 30000 Jahre lang ...

A. Ostrovsky / 05.10.2024

>>Wäre das Gestein flüssig, oder wäre da unten heißes Wasser, dann würde sich die Temperatur sofort ausgleichen, im harten Fels aber ist das etwas anderes. Und so muss man damit rechnen, dass da unten bald keine 140 °C mehr herrschen werden. Die Anlage verliert also mit den Jahren an Leistung, sie hat eine „Halbwertszeit“, und irgendwann ist sie dann unbrauchbar. Würde man sie dann abschalten und ein oder zwei Jahrzehnte warten, dann brächte sie wieder die volle Leistung, weil das Gestein in der Tiefe Zeit hatte, wieder die natürliche, hohe Temperatur anzunehmen.<< ## Man könnte doch Sonntag Mittag, wenn alle aus der Kirche kommen, mit dem überflüssigen Solarstrom, dann heißes Wasser nach unten pumpen. Oder gleich noch ein Bohrloch dazwischen setzen und dann einen Tauchsieder mit einem langen Anschlusskabel runterlassen. Moment, ich bekomme gerade einen Zettel… Geht nicht, weil wenn alle in der Kirche waren hat niemand gekocht und deshalb gibt es nichts zum Essen und deshalb müssen die Männer in die Wirtschaft einrücken und dort bleiben sie bis zum Abend. Dann ist es dunkel, da will dann auch niemand mehr den Tauchsieder einschalten, in dem Zustand. Also: ABGELEHNT! Es läuft alles auf den Wasserkocher hinaus. Man müsste so einen mit Atomantrieb haben ... der beim Kochen blau leuchtet ...

A. Ostrovsky / 05.10.2024

@Silvia Orlandi : >>Schon die Römer bauten Fußbodenheizungen, nutzen die heißen Quellen. Grüße aus Baden— Baden, Wiesbaden, Bad Orb….  Thermowärme nutzen warum nicht? Länder mit aktiven Vulkanen, z. B. Ätna und Vesuv könnten die Erdwärme nutzen und gleichzeitig durch die Bohrungen Druck ablassen um die Gefahr eines Vulkanausbruchs zu verhindern, nach dem Prinzip „Dampfkochtopf.“<< ## Würden Sie denn eine Probebohrung in Ihrer Küche zulassen? Nur, damit wir wissen, dass Sie sich nicht irren.

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