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Nutzung der Geothermie

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Potential: Geothermie

Zuletzt bearbeitet 21.09.2022 
Im Markgräflerland gibt es eine Reihe von Thermalquellen. Daher liegt es nahe, die Erdenergie aktiv zu nutzen. Bei der näheren Untersuchung (siehe nachfolgende Tabelle) zeigt sich aber, dass die Temperaturen der Quellen mit einer geringen Teuftiefe (Bohrlochtiefe ab Geländeoberfläche) eher gering sind.

Ort	Teuftiefe (m)	Temperatur --- Wassermenge (Grad C) ------ (Liter pro Minute)
Freiburg-Mooswald I	865	45 ---------------- 510
Freiburg-Mooswald II	488	30 ---------------- 132
Bad Krozingen II	596	38 ------------------ 48
Bad Krozingen III	610	39 ---------------- 114
Bad Krozingen IV	579	38 ------------------ 96
Badenweiler → Römer-Quelle	12	26 ---------------- 684
Badenweiler: Bohrung I-a	201	23 ---------------- ?
Badenweiler: Bohrung I-b	361	22 ---------------- ?
Badenweiler: Bohrung II	505	26 ---------------- ?
Müllheim → Blankenhorn-Quelle	0	15 ---------------- ?
Neuenburg-Steinenstadt I	70	13
Neuenburg-Steinenstadt II → Georgs-Quelle (tief)	490	32 ---------------- 222
Neuenburg-Steinenstadt II → Georgs-Quelle (weniger tief)	200	13 ---------------- ?
Schliengen-Liel I	25	19 ---------------- 180
Schliengen-Liel II → Schloßquelle	739	35 ---------------- ?
Bad Bellingen I → Markus-Therme	643	37 ---------------- 300
Bad Bellingen II → Leodegar-Quelle	650	36 ---------------- 480
Bad Bellingen III → Eberhard-Quelle	648 (1194?)	39 ---------------- 480

Aus diesen Daten wird sichtbar, dass die Nutzung der Geothermie nur bei größeren Bohrlochtiefen wirtschaftlich sein wird. Andererseits sind tiefere Bohrungen (mehr als 300 m) nicht nur technisch aufwändig und damit teuer, sondern das sich in diesen Tiefen befindliche Wasser enthält in der Regel auch hohe Gehalte an CO2, einem sauren Bestandteil, was zu Korrosion der wasserführenden Anlagenteile führt und somit die Gesamtkosten weiter steigert. Trotzdem erscheint die Geothermie insbesondere längerfristig nicht nur ökologisch, sondern auch kommerziell attraktiv. Die Thermalbäder sowie eine gezielte Geothermieanlage in Riehen (zwischen Lörrach und Basel gelegen) sind der beste Beweis.

Größter gesellschaftlicher Hemmschuh dürfte das Keuper-Quell-Problem darstellen, welches in Staufen zu Bodenanhebungen mit Bergschäden bei Gebäuden in Millionenhöhe führte. Allerdings sind diese Probleme im Grundsatz bekannt und können zusätzlich durch entsprechende (relativ billige) Explorationsbohrungen abgesichert werden. Daraufhin lassen sich techische Vorkehrungen treffen (Betonverfüllungen), um ein Eindringen von Wasser in die Keuper-Schicht zu verhindern.

Das Keuper-Problem

Zuletzt bearbeitet 21.09.2022 
Die Keuper-Schicht enthält hohe Anteile an festen Kalziumsulfat-Salzen in verschiedener chemischer Form, nämlich als wasserfreies Anhydrid (CaSO4), als Halbhydrat (CaSO4 x 0.5 H2O) - auch Hemihydrat oder Bassanit genannt - sowie als Gips (CaSO4 x 2 H2O).

GEOLOGIE: Geologische Kalk-Schichten sind enstanden, als in einem historisch sehr grosser See (Binnenmeer) oder in einer Meeresbucht, durch heisses Klima beständig Wasser verdunstete. Es hatten sich auf dem Grund des Meeres riesige Mengen von Überresten von Muscheln und Korallen angesammelt. Die Schalen der Muscheln sowie die Skelette der Korallen bestehen aus Kalk (CaCO3). Nach und nach sammelten sich riesige Mengen der Überreste der ehemaligen Lebewesen auf dem Boden an. Durch die zunehmende Menge Während das Wasser verdampfte, blieb zuerst wasserfeuchtes Calciumcarbonat (CaCO3 x 2 H2O) als Bodensatz zurück. Historisch entstand die Keuper-Schicht dadurch, dass ein grosser See, der Kalk (CaCO3)eintrocknete.

Petrothermie und Hydrothermie

Zuletzt bearbeitet 21.09.2022 
Petrothermie
... ist eine Technik, um die Erdwärme in festem und undurchlässigem Tiefengestein (zumeist deutlich über 150 C und oftmals >2000 m Erdtiefe) nutzen zu können. Dazu werden zwei oder mehr Bohrungen in das Gestein gebohrt, die jeweils in der gleichen Tiefe enden. Dann wird eine Flüssigkeit in die Rohre mit so hohem Druck in das Gestein gepresst, dass sich immer vorhandene Mikrorisse ein wenig erweitern, bis schliesslich unter Tage durch Spaltenbildung eine durchgehende Verbindung zwischen den Bohrungen besteht.

Nach diesen vorbereitenden Maßnahmen kann die Nutzung der Tiefenwärme beginnen. Dazu wird dann nur noch durch eine der Bohrungen Wasser in den Untergrund gedrückt. Das Wasser sickert dann durch die vorbereiteten Spalte und erwärmt sich durch das umgebende Gestein. In der zweiten Bohrung wird dass erhitze Wasser wieder nach oben gepumt.

PROBLEME? --- Durch die Abkühlung im Bereich der wasserdruchflossenen Spalten schrumpft das Gesteins ein wenig. Dies führt zu sich aufbauenden Spannungen innerhalb des Gesteins. Wenn die Spannung zu groß wird, dann kann das Gestein auch außerhalb des vorbereiteten Durchflußareals abrupt reißen, was als Mikroerdbeben an der Erdoberfläche wahrgenommen wird. Sollte zufällig durch die natürliche Bewegung der Erdkruste im Zuge der Kontinentaverschiebung oder durch ähnliche Phänomene in der Erdkruste (Vulkanismus) das Tiefengestein schon vorgespannt sein, dann reicht die Kraft des Mikroerdbeben evtuell schon aus, um ein größeres Erdbeben auszulösen. Dieses größere Erdbeben hätte wohl ohnehin irgendwann stattgefunden, aber in der Regel werden dann die Auswirkungen des Bebens bis hin zu Gebäuderissen alleine den Petrothermal-Aktivitäten zugeschrieben.

Um Proteste zu vermeiden, ist in Deutschland die Petrothermie derzeit verboten.

Hydrothermie
... ist die Ausnutzung von Tiefengrundwasser, welches in mehr oder minder lockerem bzw. porösem Gestein vorhanden ist. Auch hier werden vorbereitend zwei parallele Bohrungen in den Erdmantel durchgeführt. Allerdings wird keine Spaltung des Gesteins benötigt, denn der Untergund ist ja bereits wasserdurchlässig. Die Förderung der Wärme funktioniert auch hier über das System von Wassereinleitung in einem Bohrloch bei gleichzeitiger Heiswasserförderung im anderen Bohrloch.

Die Gefahr eines Erdbebens ist nicht gegeben, denn das lockere bzw. poröse und von Wasser getränkte Gestein kann bei Schrumpfungsprozessen nachrutschen. Spannungen, die ein spürbares Erdbeben auslösen könnten, treten somit nicht auf.

Geothermie-Förderung
https://de.wikipedia.org/wiki/Geothermie

EEG
Förderung durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit