Geothermische Nachteile
Geothermische Energie (geothermische Hitze) wird als nachhaltige Alternative zu Erdgas genannt. Aber ist das wirklich so? Sind beispielsweise unsere Grundwasserressourcen bei diesen fortschreitenden Bodenaktivitäten gut geschützt? Die Vor- und Nachteile von Geothermie und Erdwärme.
Was genau ist Geothermie?
Geothermische Energie ist die wissenschaftliche Bezeichnung für Erdwärme. Man unterscheidet zwei Arten: oberflächennahe Geothermie (zwischen 0 – 300 Meter) und tiefe Geothermie (bis 2500 Meter im Boden).
Was ist flache Geothermie?
Niels Hartog, Forscher bei KWR Wasserkreislaufforschung: Flache Geothermie besteht aus Systemen, die saisonale Wärme und Kälte speichern, wie zum Beispiel Erdwärmetauschersysteme und Wärme- und Kältespeichersysteme (WKO). Im Sommer wird warmes Wasser aus dem flachen Untergrund zum Heizen im Winter, im Winter kaltes Wasser zum Kühlen im Sommer gespeichert. Diese Systeme werden hauptsächlich in städtischen Gebieten und in Wohngebieten eingesetzt.
Was sind „offene“ und „geschlossene“ Systeme?
Hartog: Ein Bodenwärmetauschersystem ist ein geschlossenes System. Hier wird Wärmeenergie über eine Rohrwand im Erdreich ausgetauscht. Bei einer WKO wird heißes und kaltes Wasser gepumpt und im Boden gespeichert. Da hier und aus den Sandschichten aktives Wasser in den Boden gepumpt wird, spricht man auch von offenen Systemen.
Was ist Tiefengeothermie?
Bei der Tiefengeothermie wird eine Pumpe mit 80 bis 90 Grad heißem Wasser aus dem Boden gewonnen. Im tiefen Untergrund ist es wärmer, daher der Begriff Geothermie. Das ist das ganze Jahr über möglich, denn die Jahreszeiten haben keinen Einfluss auf die Temperatur im tiefen Untergrund. Damit begann vor rund zehn Jahren der Gewächshausgartenbau. Nun wird zunehmend untersucht, wie auch in bewohnten Gebieten tiefe Geothermie als Alternative zu Gas genutzt werden kann.
Als Alternative zu Gas wird tiefe Geothermie genannt
Ist es eine unendliche Energiequelle?
Tiefe Geothermie ist per Definition keine unendliche Energiequelle. Die Wärme wird dem Boden entzogen und diese wird jedes Mal teilweise ergänzt. Im Laufe der Zeit kann das System weniger effizient sein. Was den CO2-Ausstoß angeht, ist er deutlich nachhaltiger als die Nutzung fossiler Brennstoffe.
Erdwärme: Vorteile
- Nachhaltige Energiequelle
- Keine CO2-Emissionen
Erdwärme: Nachteile
- Hohe Baukosten
- Geringes Erdbebenrisiko
- Risiken der Grundwasserverschmutzung
Welchen Einfluss hat Geothermie auf die Trinkwasserversorgung?
Grundwasservorräte, die zur Trinkwassergewinnung genutzt werden, befinden sich in Tiefen von bis zu 320 Metern im Boden. Diese Bestände werden durch eine zig Meter tiefe Tonschicht geschützt. Bei der Geothermie wird Wasser (das nicht zur Trinkwassergewinnung verwendet wird) verdrängt oder Flüssigkeiten in den Boden geleitet.
Für solche Systeme ist ein Bohren in den Boden erforderlich. Da geothermische Aktivitäten oft in Hunderten von Metern stattfinden, kann es notwendig sein, Grundwasservorräte zu durchbohren. In einem KWR-Bericht 2016 hat Hartog eine Reihe von Risiken für die Grundwasserversorgung dargelegt:
Geothermie: Drei Risiken für Trinkwasser
Risiko 1: Das Bohren läuft nicht gut
Das Anbohren von Grundwasserpaketen durch unzureichende Abdichtung von Trennschichten kann zu Grundwasserverunreinigungen führen. Bohrschlämme mit potenziell kontaminierten Stoffen können auch eine wasserführende Schicht (Aquifer) oder Grundwasserpakete durchdringen. Und Verunreinigungen im flacheren Untergrund können unter diese Schicht gelangen, indem sie eine Schutzschicht durchdringen.
Risiko 2: Verschlechterung der Grundwasserqualität durch Restwärme
Der Grad der Wärmeabgabe des Brunnens kann zu Veränderungen der Grundwasserqualität führen. Grundwasser darf nicht wärmer als 25 Grad sein. Welche Qualitätsänderungen auftreten können, ist unbekannt und wahrscheinlich stark standortabhängig.
Risiko 3: Verschmutzung durch alte Öl- und Gasquellen
Die Nähe alter stillgelegter Öl- und Gasquellen in der Nähe von Injektionsbohrungen von Geothermiesystemen führt zu einer Gefährdung des Grundwassers. Alte Brunnen können beschädigt oder unzureichend abgedichtet sein. Dadurch kann Formationswasser aus dem geothermischen Reservoir über einen alten Brunnen aufsteigen und ins Grundwasser gelangen.
Bei jeder Form der Geothermie gibt es Risiken für Trinkwasserquellen
Geothermie: nicht in Trinkwassergebieten
Bei der Tiefengeothermie, aber auch bei den flachen thermischen Systemen bestehen daher Risiken für die Grundwasservorräte, die wir als Trinkwasserquelle nutzen. Die Trinkwasserunternehmen, aber auch die SSM (State Supervision of Mines) stehen daher Bergbauaktivitäten wie der Tiefengeothermie in allen Trinkwassergewinnungsgebieten und Gebieten mit strategischen Grundwasserreserven kritisch gegenüber. Provinzen haben daher thermische und geothermische Energie in Schutzgebieten und bohrungsfreien Zonen um bestehende Abbaustätten ausgeschlossen. Diesen Ausschluss von Geothermie in Trinkwassergebieten hat der Bund in die (Gestaltungs-) Vision Substrate Structure übernommen.
Klare Regeln und strenge Auflagen erforderlich
Für die oberflächennahe Geothermie, also die Wärmespeicher, wird an klareren Regeln und strengeren Auflagen für die Genehmigung von Erdwärmeanlagen gearbeitet. Hartog: So verhindern Sie, dass Cowboys auf den Markt kommen und geben guten Unternehmen die Möglichkeit, in Absprache mit der Provinz und dem örtlichen Trinkwasserversorger an anderer Stelle ein zuverlässiges und sicheres System aufzubauen.
„Sicherheitskultur ein Problem“
Doch bei der Tiefengeothermie gibt es noch keine klaren Regeln. Darüber hinaus sorgen sich Trinkwasserunternehmen um die Sicherheitskultur im Geothermiebereich. Das ist laut einem Bericht des SSM nicht gut und der Fokus liegt weniger auf Sicherheit, sondern auf Kosteneinsparungen.
Es wird nicht festgelegt, wie das Monitoring gestaltet werden soll
„Überwachung nicht richtig angeordnet“
Es gehe vor allem darum, wie man die Bohrungen und den Brunnenbau durchführt, sagt Hartog. Es geht darum, wo Sie bohren, wie Sie bohren und wie Sie ein Loch abdichten. Das Material für die Brunnen und die Anzahl der Wände sind ebenfalls wichtig. Das System muss möglichst wasserdicht sein. Genau das ist nach Ansicht der Kritiker das Problem. Um Geothermie sicher betreiben zu können, bedarf es einer guten Überwachung, damit eventuelle Probleme erkannt und im Fehlerfall schnell gehandelt werden kann. Die Regeln legen jedoch nicht fest, wie eine solche Überwachung gestaltet werden soll.
Ist „sichere“ Geothermie möglich?
Absolut, sagt Hartog. Es kommt nicht auf das eine oder das andere an, sondern hauptsächlich darauf, wie man es macht. Es ist wichtig, Trinkwasserunternehmen in die Entwicklung einzubeziehen. Sie verfügen über ein reichhaltiges Wissen über den Boden. Sie wissen also genau, was zum Schutz der Grundwasservorräte benötigt wird.
Provinzielle Zusammenarbeit
In mehreren Bereichen arbeiten das Land, Trinkwasserversorger und Erzeuger von Geothermie bereits intensiv an guten Vereinbarungen. So wurde beispielsweise in Noord-Brabant ein „Green Deal“ abgeschlossen, der unter anderem festlegt, wo Untergrundaktivitäten stattfinden dürfen und wo nicht. Eine ähnliche Partnerschaft gibt es in Gelderland.
„Gemeinsam an einer Lösung arbeiten“
Da bleibt laut Hartog keine andere Wahl als eine gute Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten. Wir wollen Gas loswerden, nachhaltige Energie erzeugen und gleichzeitig über hochwertiges und bezahlbares Leitungswasser verfügen. Das ist möglich, aber dann müssen wir konstruktiv zusammenarbeiten und dürfen uns nicht auf einen gegenseitigen Kampf einlassen. Das ist kontraproduktiv. In einem neuen Forschungsprogramm untersuchen wir nun, wie Wasserwissen branchenweit in der Kreislaufwirtschaft genutzt werden kann.
Schnelles Wachstum
Die Gas- und Energiewende in den Niederlanden schreitet derzeit in hohem Tempo voran. Für flache offene Geothermiesysteme wird ein erhebliches Wachstum prognostiziert: Derzeit gibt es 3.000 offene Bodenenergiesysteme, bis 2023 müssen es 8.000 sein. Wo genau sie hingehen sollen, ist noch unbekannt. Auch für die künftige zu kennzeichnende Trinkwasserversorgung werden zusätzliche Grundwasserreserven benötigt. Provinzen und Trinkwasserversorger prüfen daher, wie sich beide Flächenansprüche realisieren lassen. Ausgangspunkt ist die Funktionstrennung.
Anpassung erforderlich
Die in den letzten Jahren gewonnenen Erkenntnisse und getroffenen Vereinbarungen haben laut Hartog eine Art nationale Blaupause geschaffen. Anschließend betrachten Sie die spezifischen Anforderungen an eine Geothermieanlage für jeden Standort. Der Untergrund ist überall anders und die Tonschichten unterschiedlich dick.
Nachhaltig, aber nicht ohne Risiko
Abschließend betont Hartog, dass wir die Augen vor möglichen negativen Auswirkungen auf die Umwelt nicht verschließen sollten. Ich vergleiche es oft mit dem Aufkommen eines Elektroautos: eine nachhaltige Entwicklung, aber man kann trotzdem jemanden damit schlagen. Kurz gesagt, diese Entwicklung im weitesten Sinne und längerfristig positiv bedeutet nicht, dass keine Gefahren bestehen.
Inhalt
- Geothermische Nachteile
- Was genau ist Geothermie?
- Was ist flache Geothermie?
- Was sind „offene“ und „geschlossene“ Systeme?
- Was ist Tiefengeothermie?
- Ist es eine unendliche Energiequelle?
- Erdwärme: Vorteile
- Erdwärme: Nachteile
- Welchen Einfluss hat Geothermie auf die Trinkwasserversorgung?
- Geothermie: Drei Risiken für Trinkwasser
- Risiko 1: Das Bohren läuft nicht gut
- Risiko 2: Verschlechterung der Grundwasserqualität durch Restwärme
- Risiko 3: Verschmutzung durch alte Öl- und Gasquellen
- Geothermie: nicht in Trinkwassergebieten
- Klare Regeln und strenge Auflagen erforderlich
- „Sicherheitskultur ein Problem“
- „Überwachung nicht richtig angeordnet“
- Ist „sichere“ Geothermie möglich?
- Provinzielle Zusammenarbeit
- „Gemeinsam an einer Lösung arbeiten“
- Schnelles Wachstum
- Anpassung erforderlich
- Nachhaltig, aber nicht ohne Risiko