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Erdwärmenutzung - Tiefe Geothermie

Unter tiefer Geothermie versteht man die unterhalb der Erdoberfläche gespeicherte Wärme, die zum einen aus der Zeit der Erdentstehung und zum anderen aus radioaktiven Zerfallsprozessen, die in der Erdkruste seit Jahrmillionen kontinuierlich Wärme erzeugen, stammt und bei deren Nutzung Tiefen von mehr als 400 m erreicht werden.

 

Tiefe Geothermie kann sowohl direkt im Wärmemarkt genutzt werden als auch in Kraft-Wärme-Kopplung zur Erzeugung von elektrischem Strom und Niedertemperaturwärme. Hierfür kommen überwiegend Organic Rankine Cycle (ORC)- oder Kalina Cycle-Anlagen in Frage. Mit Hilfe dieser Verfahren wird es möglich, Reservoire thermischer Energie in einem Temperaturbereich bereits ab ca. 120 °C für die Erzeugung von Strom zu nutzen, die mit Wasserdampf-Kraft-Prozessen nicht erschließbar wären. Die elektrische Leistung einer ORC-Anlage kann im Bereich von 0,5 - 5,0 MW bei einer thermischen Leistung im Bereich von 3,0 - 35,0 MW liegen. Die Betriebs­dauer von Geothermie-Kraftwerken liegt bei mehr als 7.500 Stunden pro Jahr.

 

In Hessen weist der Ober­rheingraben als tektonisch aktives Krusten­gebiet, dessen nördliche Ausläufer in den südh­essischen Raum hineinragen, den größten geothermischen Gradienten auf. Innerhalb der äußeren Erdkruste beträgt dieser stark schwankende Wert im Mittel 3 Kelvin pro 100 m Tiefe, im Ober­rhein­graben liegt er bei etwa 5 K pro 100 m. Im hessischen Teil des Ober­rhein­grabens finden sich trotz erheblichen Potenzials bislang nur wenige tiefen­geo­ther­mische Anlagen, der Zugang zu einer geeigneten Wärme­infra­struktur (Wärme­nachfrage und Verteilnetz) gestaltet sich schwierig.

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