Geothermie ist die Nutzung der inneren Erdwärme und ihre Umwandlung in nutzbare Energie wie Strom und Wärme. Aus Solarpunksicht ist sie das sanfte, dauerhaft verfügbare Gegenstück zu Sonne und Wind: unauffällig, konstant und kompatibel mit urbanem Leben, weil sie meist unbemerkt unter Straßen, Parks oder Straßenbahnlinien betrieben werden kann.
Terminologie
In ihrer einfachsten Form ist Geothermie Wärme, die von heißem Gestein zur kühleren Oberfläche strömt. Wir „docken“ auf unterschiedliche Weise an diesen Fluss an, je nach Tiefe und Temperatur:
Oberflächennahe Systeme zirkulieren Flüssigkeiten durch vergrabene Rohrleitungen, um effizientes Heizen und Kühlen zu ermöglichen (wobei der Boden als Wärmesenke dient); tiefere Ressourcen erschließen hochtemperiertes Gestein für Fernwärme und industrielle Prozesswärme; und die heißesten Reservoirs können direkt Strom erzeugen.
Binärkraftwerke ermöglichen die geothermische Stromerzeugung auch dann, wenn die unterirdische Wärme nicht heiß genug ist, um direkt Dampf zu erzeugen – indem sie ein sekundäres Arbeitsfluid verwenden, das bei niedrigeren Temperaturen als Wasser siedet. In der Praxis können diese Ansätze nebeneinander bestehen, sodass unter günstigen Randbedingungen Strom, Wärme und Kühlung aus demselben geothermischen System stammen können.
Geothermie Kategorien
Es gibt drei große „Familien“ der geothermischen Nutzung:
Tiefe Geothermie für Strom und Fernwärme: Bohrungen erschließen heiße, durchlässige Gesteinsformationen und fördern heißes Wasser oder Dampf an die Oberfläche. Die Wärme kann direkt in Fernwärmenetze für Gebäude und Industrie eingespeist werden oder – bei höheren Temperaturen – zur Stromerzeugung genutzt werden, entweder durch das Entspannen von Dampf zum Antrieb einer Turbine oder durch die Übertragung der Wärme in einem Binärkraftwerk auf ein sekundäres Medium, das bei niedrigeren Temperaturen als Wasser siedet.
Direkte Wärmenutzung und Fernwärme: Ist die Ressource heiß genug, kann man die Stromerzeugung überspringen und Wärme direkt in ein Netz einspeisen: Heizkörper in Wohnungen, Warmwasser, Gewächshäuser, öffentliche Bäder und industrielle Anlagen.
Oberflächennahe Geothermie mit Wärmepumpen (Erdwärme): Ein Rohrkreislauf im Boden, etwa vertikale Bohrungen oder horizontale Gräben, tauscht Wärme mit den stabilen Temperaturen des Untergrunds aus. Wärmepumpen konzentrieren diese Wärme im Winter für Gebäude und kehren den Prozess im Sommer zur Kühlung um. Das ist Geothermie als gebäudenahe Infrastruktur – leise, modular und extrem stadtfreundlich.
Kapazitäten von Heute und Morgen
Die heute installierte geothermische Stromerzeugungskapazität ist im Vergleich zu Wind und Solar noch bescheiden: Global Energy Monitor berichtet, dass die weltweit installierte geothermische Leistung im März 2025 16,2 GW erreicht hat.[1] Diese Zahl unterschätzt die Bedeutung der Geothermie in Städten, da ein großer Teil ihres Mehrwerts in der Dekarbonisierung der Wärmeversorgung liegt – durch die Verdrängung von Gasheizkesseln mittels Fernwärmenetzen und Wärmepumpensystemen. Ein weiterer Vorteil ist, dass Geothermie nicht durch Wetter oder Tageszeit begrenzt ist.
Die Internationale Energieagentur argumentiert, dass Geothermie mit fortgesetzten technologischen Verbesserungen, einschließlich Techniken aus der Öl- und Gasbohrung, drastisch skalieren könnte – auf bis zu 800 GW kosteneffiziente geothermische Stromkapazität bis 2050 in einem Hochinnovationsszenario.[2] Das ist keine Garantie, aber ein glaubwürdiges, optimistisches Szenario einer großen Energieinstitution.
Was das physikalische Potenzial betrifft, ist die Obergrenze enorm. Das IPCC schätzt das technische Potenzial der geothermischen Stromerzeugung auf 118 EJ/Jahr (bis etwa 3 km Tiefe)bis 1.109 EJ/Jahr (bis etwa 10 km Tiefe), wobei EJ (Exajoule) 1 Trillion Joule sind![3] Der reale Ausbau wird durch Wirtschaftlichkeit, Bohrungsrisiken, Genehmigungen und lokale Geologie begrenzt, nicht jedoch durch die verfügbare Erdwärme selbst.
Einsatz von Geothermie in einer Solarpunk-Stadt
Solarpunk-Städte entfalten ihr Potenzial, wenn sie das, was als „Abfall“ gilt, in Gemeingüter verwandeln – von Abwärme über Infrastruktur bis hin zu alltäglichen Dienstleistungen.
Geothermie passt in dreierlei Hinsich in diese Prinzipien hinein:
Kontinuierlicher und natürlicher Kreislauf: Im Gegensatz zu Brennstoffen, die aufgebraucht werden, zirkulieren und tauschen geothermische Systeme Wärme aus. Bei guter Handhabung mit Wiedereinspesung und Reservoirüberwachung kann diese Ressource sehr langlebig sein.
Wiederverwendung urbaner, allseits bekannter Infrastruktur: Rohrleitungen, Wärmetauscher, Fernwärmeschleifen und quartiersbezogene Energie-Hubs. Das ist besonders in Europa wirkungsvoll, wo Fernwärme in vielen Städten bereits existiert und wo Gebäudeanpassungen einfacher sind, wenn die Wärmequelle zentralisiert ist.
Geothermie nutzt Kenntnisse und Verfahren aus dem fossilen Zeitalter, ohne dabei fossile Produkte zu erzeugen: Moderne Richtbohrtechnik, Untergrundbildgebung und Hochtemperaturwerkstoffe – optimiert in der Öl- und Gasindustrie – können für den Aufbau sauberer Grundlast-Wärme- und Stromversorgung neu genutzt werden.[4]
Speziell in Deutschland ist der Fall noch klarer: Die Roadmap des Fraunhofer IEG schätzt, dass das Wärmepotenzial aus tiefer Geothermie in Deutschland deutlich über 300 TWh pro Jahr liegt, was etwa 70 GW installierter Leistung entspricht.[5] Das könnte ungefähr 25 % des deutschen Heizbedarfs decken, was angesichts einer Bevölkerung von 83 Millionen erheblich ist.
Geothermie trägt entscheidend dazu bei, erneuerbare Energie in großem Maßstab bereitzustellen.
Heransgehensweise zum „Andocken“ and die Geothermie
Fernwärme zuerst, Strom dort, wo es passt: In vielen Regionen ist geothermische Wärme einfacher und günstiger als geothermischer Strom, da niedrigere Temperaturen effektiv genutzt werden können. Städte können priorisieren, Gasheizkessel in Fernwärmenetzen zu ersetzen, und anschließend Stromerzeugung ergänzen, wo Ressourcen heißer sind oder wo Binary-Cycle-Anlagen sinnvoll sind.
Wärmepumpen-Verstärkung: Oberflächennahe Geothermie in Kombination mit Wärmepumpen kann moderate Bodentemperaturen in hochwertige Gebäudewärme umwandeln. Die Kopplung von Wärmepumpen mit geothermischen Fernwärmeschleifen kann Spitzenbelastungen im Stromnetz reduzieren und gleichzeitig mehr Nutzen aus jedem Meter Bohrung ziehen.
Kaskadennutzung: Zuerst die heißeste Ressource zur Stromerzeugung nutzen, dann die „übrig gebliebene“ Wärme in die Fernwärme einspeisen und schließlich den kühleren Rücklauf für Gewächshäuser, Aquakultur oder Absorptionskühlung verwenden. So wird ein einziges Bohrfeld Ausgangspunkt für mehrere kommunale Energie-Services.
Geschlossene Kreisläufe und weiterentwickelte Systeme: Wo Bodendurchlässigkeit gering ist oder seismische Risiken bestehen, zirkulieren geschlossene Systeme Flüssigkeiten mithilfe von versiegelten Bohrungen, um Wärme zu gewinnen, ohne dabei Formationsfluide zu bewegen. Diese Ansätze entwickeln sich rasch weiter.[6]
Geothermieprojekte können seismische Risiken bergen, wenn Bohrungen oder Fluidinjektionen unterirdische Spannungen verändern, insbesondere in geklüftetem Gestein. Ein bekanntes Beispiel ist Staufen in Deutschland, wo geothermische Bohrungen im Jahr 2007 Bodenhebungen und geringe seismische Effekte auslösten, Gebäude beschädigten und die Notwendigkeit sorgfältiger Geologie, Überwachung und Regulierung verdeutlichten.
Geothermie-Anlagen im Betrieb
Deutschland: Tiefe Geothermie in der Region München für Strom und Wärme
Im Raum München entwickelt sich die Geothermie zu einer tragenden Strategie. Die Geothermie-Anlagen befinden sich im bayerischen Molassebecken, einer der wichtigsten Regionen Europas für tiefe Geothermie.
Ein konkretes Beispiel ist der Anlagenverbund der Stadtwerke München (SWM). Die Geothermie-Anlagen in Dürrnhaar und Kirchstockach (in Betrieb seit 2012) weisen eine elektrische Gesamtleistung von 11 MW auf.[7] Das ist stetiger erneuerbarer Strom, unabhängig vom Wetter. In Sauerlach gibt es eine weitere SWM Anlage mit installierter elektrischer Leistung von 5 MW und thermischer Leisung von 4 MW.[8]
Island: Hellisheiði, ein System kombinierter Strom- und Warmwasserinfrastruktur
Wenn man Geothermie als städtische Normalität sehen will, ist Island das Paradebeispiel. Das Kraftwerk Hellisheiði liefert sowohl Strom als auch Fernwärme; der Betreiber ON Power gibt eine elektrische Leistung von 303 MW und eine thermische Leistung von 200 MW an.[9] Dieser Wärmestrom ist kein Nebenprodukt, sondern eine urbane Dienstleistung: heißes Wasser zum Heizen im gesamten Hauptstadtgebiet. Hellisheiði zeigt auch einen Solarpunkaspekt bzgl. der Infrastruktur: minimale Flächennutzung im Verhältnis zur Leistung, stabile Grundlasterzeugung und eine direkte Beziehung zwischen öffentlicher Nachfrage (Wärme) und lokaler Ressource (Erdwärme).
Kenia: Olkaria, Geothermie als nationale Resilienz und Netzstabilität
Kenia zeigt, wie Geothermie ein schnell wachsendes Stromnetz mit verlässlicher Energie stützen kann. Die offizielle Geothermie-Seite von KenGen berichtet, dass ihre geothermischen Anlagen eine Gesamtkapazität von 799 MW haben.[10] ] Innerhalb des Olkaria-Komplexes verfügen einzelne Kraftwerke große, abrufbare Leistungen.
Geothermie als Grundeinspeisung
Aus Solarpunk-Sicht ist Geothermie vorteilhaft: Bohrungen fördern gleichmäßige Wärme aus dem Untergrund, wandeln sie in Strom und nutzbare Wärme zum Heizen um und verteilen sie über lokale Versorgungsnetze an die Bevölkerung – leise, unauffällig, Jahr für Jahr.
Netzstabilität ein wichtiges öffentliches Gut. Wind und Solar entfalten ihr Potenzial auf Grundlage einer konstanten Energiequelle, welche die Netzfrequenz aufrecht erhält und den Abendbedarf abdeckt. Geothermie bietet solch eine Grundeinspeisung, und dies mit weit weniger Speicherbedarf als z.B. bei BESS Batteriesysteme. Sie liefert konstant Elektrizität für Verkehr, Wärme und Industrie, ohne ein fossiles oder nukleares „Backup“.
Solarpunk Quintessenz
Geothermie ist ein eher unscheinbarer Star der Energiewende. Sie ist die unterirdische Grundversorgung, die alles andere einfacher macht: klimafreundliche Fernwärme, stabilere Netze und Quartiere, die ohne Verbrennung beheizt werden können. Ihr globaler Anteil an der Stromerzeugung ist derzeit noch klein, doch ihr realistisches Wachstumspotenzial ist immens.
Solarpunk-Bürgerinnen und -Bürger docken an die Erde an. Nicht um Resourcen aufzubrauchen, sondern um diese in einem Kreislauf zu nutzen und zu teilen: durch geothermische Erschließungen, Leitungen, Wärmetauscher und öffentliche Netze, welche geologische Äonen in alltägliche Energieversorgung und Komfort verwandeln.
Quellen:
[1] https://globalenergymonitor.org/projects/global-geothermal-power-tracker
[2] https://www.iea.org/reports/the-future-of-geothermal-energy/executive-summary
[3] https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/Chapter-4-Geothermal-Energy-1.pdf
[4] https://www.iea.org/reports/the-future-of-geothermal-energy
[5] https://www.ieg.fraunhofer.de/content/dam/ieg/documents/Roadmap%20Deep%20Geothermal%20Energy%20for%20Germany%20FhG%20HGF%2010102022.pdf
[6] https://www.iea.org/reports/the-future-of-geothermal-energy
[7] https://www.tiefegeothermie.de/top-themen/mehr-regenerativer-strom-fuer-muenchen-swm-kauft-zwei-geothermieanlagen
[8] https://www.erdwerk.com/en/en/sauerlach
[9] https://www.on.is/en/virkjanasvaedi
[10] https://www.kengen.co.ke/index.php/business/power-generation/geothermal.html
