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Geothermie: Rechnerisch 40 Prozent des bayerischen Wärmebedarfs bedienbar

TUM-Forschende legen Gutachten zum Masterplan Geothermie vor

13.12.2022 - München

Geothermie: Rechnerisch 40 Prozent des bayerischen Wärmebedarfs bedienbar

Forschende der TU München sehen großes Potenzial für den Ausbau der tiefen Geothermie in Bayern. In einer Analyse zum Masterplan Geothermie zeigt der Forschungsverbund Geothermie-Allianz Bayern Möglichkeiten auf, dass mithilfe von Wärmeverbundleitungen auch geologisch benachteiligte Regionen im Freistaat mit nachhaltiger Fernwärme versorgt werden können. Dabei wird erstmals das technische Potenzial der hydrothermalen Geothermie in Südbayern betrachtet.

Auftraggeber der Studie ist das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie, das den Bericht kürzlich veröffentlicht hat. Bis zu 40 Prozent des bayerischen Wärmebedarfs könnten theoretischen Berechnungen zufolge aus der tiefen Geothermie in Südbayern bedient werden, so das Gutachten. Zwar wird die dafür notwendige Anzahl an Bohrungen in der Praxis nur schwer umsetzbar sein, jedoch zeigt sich, dass die tiefe Geothermie um ein Vielfaches stärker genutzt werden könnte, als dies bisher der Fall ist. Besonders in Ballungszentren, wo sich großer Wärmebedarf auf kleinem Raum befindet, kann die tiefe Geothermie schon heute ihre Stärke ausspielen.

Aber Ballungszentren liegen nicht immer in Regionen mit hohem geothermischem Potenzial. Jedoch könnten auch Regionen, deren geologische Rahmenbedingungen weniger gut geeignet sind, über sogenannte Verbundleitungen von der Wärme aus der Tiefe profitieren. Neben dem Transport von der Quelle zum Abnehmer haben Verbundleitungen noch einen weiteren Vorteil: sie machen das Fernwärmenetz stabiler und weniger anfällig für Ausfälle. Der Einsatz von Verbundleitungen ist daher ein wichtiger Faktor für die flächendeckende Nutzung des geothermischen Potentials. Allerdings ist der Bau von Geothermieanlagen und Verbundleitungen mit hohen Kosten verbunden, was für viele Gemeinden ein Einstiegshindernis darstellt.

Die Erkundung des Untergrundes ist der Schlüssel

Vor allem Südbayern kann mit einem enormen nachgewiesenen Potenzial für Tiefengeothermie punkten, jedoch gibt es auch hier noch Regionen, in denen die Geothermie noch nicht genutzt wird und das Potenzial noch nicht ausreichend untersucht wurde. Und auch im Norden Bayerns liegt bisher ungenutztes tiefengeothermisches Potenzial. Um auch in den bisher nicht genutzten Regionen neue Standorte für die tiefe Geothermie zu erschließen, benötigt es nach Angabe der Forschenden vor allem weitere umfassende Untersuchungen.

„Trotz des aufgrund von Voruntersuchungen vermuteten Potenzials, wird die tiefe Geothermie im Norden Bayerns bisher nur für Thermalbäder genutzt. Deshalb sind dringend weitere Erkundungsmaßnahmen wie zum Beispiel Testbohrungen notwendig, um festzustellen, inwieweit der nördliche Teil Bayerns die Voraussetzungen für eine Nutzung der tiefen Geothermie erfüllt. Dies gilt in Südbayern zum Beispiel auch für den Großraum Rosenheim, der eine große Nachfrage bietet, aber geothermisch bisher komplett unerschlossen ist“, erklärt Prof. Michael Drews von der Professur für Geothermal Technologies der TUM.

Geothermie, die Wärme aus der Tiefe

Geothermie, auch als Erdwärme bezeichnet, ist die Wärmeenergie, die unterhalb der Erdoberfläche gespeichert ist. Alleine in den obersten zehn Kilometern der Erdkruste würde diese Wärmeenergie reichen, um den heutigen Energiebedarf für tausende von Jahren zu decken. Somit zählt die Geothermie zu den nachhaltigen und erneuerbaren Energiequellen, die der Menschheit zur Verfügung stehen. Um die Energie zu erschließen, wird bei der tiefen Geothermie durch Bohrungen heißes Thermalwasser angezapft und dann an die Oberfläche geleitet. Dort kann zum Beispiel mithilfe von Wärmetauschern die Wärme in das Fernwärmenetz gespeist werden.

Das abgekühlte Wasser wird danach über Injektionsbohrungen wieder in die Gesteinsschichten geleitet. „Geothermie lässt sich in zwei Kategorien einteilen, die oberflächennahe und die tiefe Geothermie. Während bei der oberflächennahen Geothermie nur bis maximal 400 Meter tief gebohrt wird, können Bohrungen für die tiefe Geothermie bis zu 5.000 Meter unter die Erde reichen. In Südbayern haben wir für die tiefe Geothermie ein hohes Potenzial, weil hier die geologischen Voraussetzungen im Untergrund besonders gut geeignet sind“, beschreibt Dr. Kai Zosseder vom Lehrstuhl für Hydrogeologie der TUM die Technik.

Tiefe Geothermie bereits heute erfolgreich im Einsatz

Tiefe Geothermie ist somit eine nachhaltige Alternative zur Fernwärme aus fossilen Heiz- und Kraftwerken und damit ein wichtiger Baustein der Dekarbonisierung des Landes. 25 erfolgreiche Projekte gibt es bereits in Südbayern. Insbesondere im Großraum München und im Südosten des Landes ist die tiefe Geothermie bereits heute erfolgreich im Einsatz und deckt aktuell circa 0,5 Prozent des gesamtbayerischen Wärmebedarfs.

Download

Gutachten zum Masterplan Geothermie

Geothermie-Allianz Bayern (GAB)

Das Molassebecken in Bayern ist der Hotspot der geothermischen Nutzung in Deutschland. Deshalb haben sich 2016 drei bayerische Universitäten, die Technische Universität München (TUM), die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und die Universität Bayreuth (UBT) unter dem Dach der Geothermie-Allianz Bayern (GAB) zusammengeschlossen, um den Forschungsbedarf zu bündeln und offene wissenschaftliche Fragen der Tiefengeothermie zu klären. Seit 2020 sind dem Verbund die Ludwig-Maximilians Universität München (LMU) sowie die Hochschule München (HM) beigetreten.

Neben der exzellenten Forschung wurde mit dem gemeinsamen Forschungsprojekt „Geothermie-Allianz Bayern“ eine Plattform für den Wissens- und Datentransfer zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Politik geschaffen. Der Bedarf im Bereich der Ausbildung von qualifiziertem Nachwuchs im Bereich der Geothermie wird durch einen gemeinsamen Masterstudiengang „GeoThermie/GeoEnergy“ an FAU und TUM gedeckt.

Der ganzheitliche Forschungsansatz der Geothermie-Allianz Bayern hat sich bewährt und ermöglicht eine enge Zusammenarbeit von Ingenieuren und Ingenieurinnen sowie Geowissenschaftlern und Geowissenschaftlerinnen und damit den Blick über die Grenzen der jeweiligen Teildisziplinen hinaus.

Quelle: Technische Universität München, Foto: Geothermie Allianz Bayern

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