Grundlagen
Wärmeinhalt der Erde
Das Wärmepotential der Erde beruht wesentlich auf "Reste" der bei der Entstehung der Erde entstandenen Wärmeenergie, dem Wärmestrom vom Erdkern nach außen, auf Energie, die bei radioaktiven Zerfallsprozessen in der Erdkruste frei gesetzt wird, sowie oberflächennah auf Energie, die durch Sonneneinstrahlung und Kontakt mit der Atmosphäre in den obersten Metern der Erdkruste gespeichert wird.
Potenzial des oberflächennahen Untergrundes
Der durch den Wechsel der Jahreszeiten bedingte jährliche Temperaturgang vermag nur bis zu einer Tiefe von 6 bis 10 m in die oberen Bodenhorizonte einzudringen. Darunter entspricht die Temperatur zunächst der mittleren Jahrestemperatur am Standort. Sie liegt etwa zwischen 8 und 12°C, im Mittel bei 9,5°C. In größeren Tiefen steigt die Temperatur entsprechen der geothermischen Tiefenstufe an.
Potenziale des tieferen Untergrundes
Im Erdkern und im Erdmantel herrschen sehr hohe Temperaturen. Diese haben sich bei der gravitativen Kontraktion von Material bei der Erdentstehung gebildet und sind seitdem dort eingefangen.
Es herrscht ein Wärmestrom nach außen.
Von Bedeutung zur Energiegewinnung ist die Erdkruste. Dort überwiegt anteilmäßig die ständig stattfindende Wärmeproduktion durch radioaktiven Zerfall.
Der nachfolgende Vergleich zeigt das riesige Potential, welches in der Geothermie steckt.
| Geothermische Energie (weltweit bis 3000m Tiefe) | Weltenergieverbrauch (im Jahr 1987) |
Daten: GGA-Hannover | |
| 43 * 1024 | 0,0003 * 1024 |
Geothermische Tiefenstufe
Mit zunehmender Tiefe wird es in der Erdkruste immer wärmer: für den erkundeten Abschnitt der Erdkruste hat man einen Wert von durchschnittlich 3° pro 100 m Tiefe ermittelt, abhängig von den geologischen Strukturen.
Das bedeutet:
- in 1000 m Tiefe erwarten wir 40 °C (ausgehend von ca. 10 °C an der Erdoberfläche),
- in 2000 m Tiefe 70 °C und die 100 °C werden in etwa 3000 m Tiefe erreicht.