Effiziento - Freitag, 26. Mai 2017
Erdwärme - eine Energiequelle für die Zukunft
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Erdwärme - eine Energiequelle für die Zukunft

Der Energievorrat der Erdwärme, der weltweit in heißem Wasser oder Gestein lagert, ist schier unerschöpflich. Experten schätzen, dass die Erdwärme unseren heutigen Weltenergiebedarf für 30 Millionen Jahre deckt. So ist die Rede von einem globalen Energieproblem eigentlich überflüssig. Nach heutigen Kenntnissen befinden sich im Erdkern Temperaturen von vermutlich über 6.000 °C, im oberen Erdmantel sind noch etwa 1.300 °C vorhanden. Etwa 99 Prozent des Erdballs sind heißer als 1.000 °C und nur 0,1 Prozent sind kühler als 100 °C. Das sind eigentlich gute Voraussetzungen, um Energieprobleme elegant und umweltfreundlich mit Erdwärme zu lösen. Täglich strömen aus dem Erdinnern gewaltige Energiemengen in den Weltraum, die den Bedarf der Menschen um ein Mehrfaches decken.

Mit den heutigen Technologien können diese umweltfreundlichen und klimaschonenden Energiequellen praktisch fast überall genutzt werden. Geothermie, so der Fachausdruck für Erdwärme, gehört deswegen zu den weltweit am meisten eingesetzten erneuerbaren Energieträgern. Allerdings ist es nicht überall so einfach wie in Island, an die Energie aus dem Inneren der Erde zu kommen. Dort sind schon weithin sichtbar die zahlreichen Geysire zu sehen, aus denen heißes Wasser in die Luft schießt. Schon seit etwa 70 Jahren zapfen die Isländer ihre heißen Quellen an. Mittlerweile wird ihr Strom- und Wärmebedarf nahezu vollständig aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt.

Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energieträgern hat die Geothermie einen entscheidenden Vorteil: Sie steht zu jeder Tages- und Jahreszeit und bei allen Klimabedingungen zur Verfügung. Auch muss diese Energie nicht weit transportiert werden - sie steht überall zur Verfügung. Weil bei der Nutzung von Erdwärme nichts verbrannt wird, fallen auch keine oder bei Verwendung von Elektroaggregaten nur ganz geringe Kohlendioxid-Emissionen an.

Erdwärme oder Geothermie ist also in großer Menge vorhanden, leider sind aber nicht an jedem Ort Energiemengen in beliebiger Größe abschöpfbar. Doch auch heute schon gibt es eine ganze Reihe von sinnvollen Technologien für die Erdwärmenutzung: Die Energie der Erde lässt sich nämlich nicht nur zum Heizen verwenden, sie kann genauso gut auch Kühlen. In unterschiedlichen Systemen sind sogar beide Energieaustauschformen integriert. Im Sommer kühlen diese Systeme, im Winter heizen sie. Zur Erdwärmenutzung gehört natürlich auch die Erdwärmeheizung. Sie funktioniert mit einem Wasserkreislauf, der durch das Erdreich führt. Dieser Kreislauf und eine elektrische Wärmepumpe genügen, um im Winter Temperaturen fürs Heizen zu gewinnen und im Sommer die Raumkühlung zu übernehmen.

Weil das Erdreich wegen seiner relativen Temperaturkonstanz eine günstige Wärmequelle bildet, eignet sich auch der Einsatz einer Erdwärmepumpe in besonderem Maße. Dabei bildet mit Wasser angereicherter Lehmboden wegen seines großen Energiepotenzials die beste Wärmequelle.

Um Erdwärmekollektoren nutzen zu können, ist eine ausreichend große Fläche erforderlich. Vom Prinzip her funktionieren die Kollektoren wie Erdwärmesonden. In geringer Bodentiefe werden PE-Schleifen flächig, etwa im Garten eines Einfamilienhauses, verlegt. Erdwärmekollektoren sind Wärmetauscher, die horizontal in 80-160 Zentimeter Tiefe verlegt werden. Erdwärmekollektoren nutzen die Sonnenenergie, die durch direkte Einstrahlung, durch Wärmeübertragung aus der Luft und durch Niederschläge in das Erdreich gelangt. Der Vorteil von Erdwärmekollektoren gegenüber Erdwärmesonden besteht im deutlich geringeren Investitionsaufwand.

Schließlich nutzen auch Erdwärmetauscher die Erdwärme: Das Prinzip des Erdwärmetauschers besteht darin, dass die Temperatur des Erdreichs im Winter zur Vorwärmung der Zuluft und im Sommer zur Kühlung verwendet wird - denn das Erdreich ist im Winter wärmer als die Außenluft und im Sommer ist das Erdreich kühler. Der Erdwärmetauscher besteht aus Rohren, die nahezu horizontal im frostfreien Erdreich verlegt werden.

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