Energiewende

Energie aus der Tiefe: Wie Erdwärme Kohle ersetzen kann

Prof. Dr. Rolf Bracke vor einem Forschungsbohrer auf dem Gelände des Fraunhofer Instituts für Geothermie in Bochum.

Prof. Dr. Rolf Bracke vor einem Forschungsbohrer auf dem Gelände des Fraunhofer Instituts für Geothermie in Bochum.

Foto: Ingo Otto / FUNKE Foto Services

Bochum.  Vom Aus für Kohlekraftwerke in NRW sind Tausende Haushalte mit Fernwärme betroffen. Forscher sehen in Erdwärme eine klimafreundliche Lösung.

Sie ist sauber, CO2-frei, verfügbar, wetterunabhängig und unerschöpflich – und liegt uns buchstäblich zu Füßen: Experten halten das Potenzial der Erdwärme für riesig. „Wir sitzen auf einem gigantischen Glutball“, sagt Prof. Rolf Bracke, Direktor des „Fraunhofer Instituts für Energieinfrastrukturen und Geothermie“ (IEG) in Bochum. Was wohl nur Geologen wissen: 30 Prozent der Hitze stammt noch aus der Zeit der Erdentstehung, der Rest aus radioaktiven Zerfallsprozessen.

Theoretisch würde die Wärme der Erde den heutigen Energiebedarf der Welt für 30 Millionen Jahre decken. Damit sind die in Gestein und Wasser gespeicherten Energievorräte fast so unerschöpflich wie die der Sonne. Man muss nur tief genug bohren. Wieso also noch Kohle verbrennen? Brackes Vision: Große Teile des Ruhrgebiets mit klimaneutraler Erdwärme versorgen.

Geschlossene Zechen als Chance für die Energieversorgung der Zukunft

Daran arbeiten die Bochumer Wissenschaftler des neu eingerichteten Fraunhofer-Instituts, das etwas abseits zwischen Hochschule und Ruhr-Uni in dunklen Quaderbauten auf einer grünen Wiese liegt. Der Bergbau, der wegen seiner Hinterlassenschaften und der Ewigkeitsaufgaben bisher vor allem als Altlast gesehen wird, könnte sich dabei noch als Segen für die Region erweisen. „Wir werden einen Wandel vom Kohle- zum Wärmebergbau erleben“, ist Bracke überzeugt.

Die Instituts-Gebäude stehen genau über der alten Zeche Markgraf II. Die alten Strecken in einigen Hundert Metern Tiefe stehen mittlerweile unter Wasser. „Das sind riesige Röhren voll mit Grubenwasser“, sagt Bracke und zeigt mit dem Finger auf eine große Grafik. „Hier bauen wir eine Reihe von Sonnenkollektoren auf. Damit heizen wir das Grubenwasser in der Tiefe im Sommer auf etwa 60 bis 70 Grad auf.“

Bochumer Süden erhält Tiefenwärme

Eine Hochtemperatur-Wärmepumpe treibt die Temperatur des Wassers auf 100 Grad hoch. In kalten Monaten kann dann diese unter Tage gespeicherte Energie „geerntet“ und in das Fernwärmenetz eingeleitet werden. Schon ab 2022 soll damit nicht nur die Hochschule, sondern der gesamte Bochumer Süden versorgt werden. „Wenn das funktioniert, ist das die Blaupause für das Revier.“ So ließen sich viele Bergwerke des Ruhrgebiets als gigantische Wärmespeicher nutzen.

Vorbild ist München: Dort wird derzeit das städtische Fernwärmenetz vollständig auf Geothermie umgestellt. Die Stadt will bis 2030 die erste europäische Großstadt mit grüner Fernwärme sein. Erdwärme wird dort aus Tiefen bis zu 4500 m gefördert.

Land investiert 27 Millionen Euro in Forschung und Pilotprojekte

Einen gewaltigen Schub erhält die Arbeit der Bochumer Wissenschaftler jetzt durch die finanzielle Unterstützung von Land und Bund. 27 Millionen Euro pumpt allein NRW in den Aufbau der Forschung, die in der Fraunhofer Einrichtung IEG gebündelt wird und auch Standorte in Brandenburg und Sachsen umfasst. Das Bochumer Geothermiezentrum ist seit dem 1. Januar ein Kernbaustein der neuen Fraunhofer-Einrichtung. Mit der Förderung des Bundes kommen so laut Bracke insgesamt rund 80 Millionen Euro zusammen.

Ein zweites Projekt betreiben die Bochumer auf der ehemaligen Zeche Dannenbaum, dem alten Opel-Gelände. Hier soll mit den Stadtwerken warmes Wasser aus 900 Meter Tiefe zur Versorgung der neu angesiedelten Gewerbe- und Forschungsbauten genutzt werden.

Auf Neuland wagen sich die Bochumer mit dem Projekt TRUDI vor (Ruhr Metropolitan Underground Laboratories oder auch „Tief runter unter die Ruhr“). Weit unter den Kohleschichten wissen die Forscher von Kalkgestein in rund 4000 Metern Tiefe, das heißes Wasser führt. „Allerdings: Vor der Hacke ist es duster“, zitierte Geologe Bracke eine alte Bergmannsweisheit und meinte damit, dass bislang noch niemand versucht hat, unter dem Ruhrgebiet tiefere Gesteinsschichten als die Kohle zu erforschen.

Das soll sich ändern: „Wir wollen die Bergwerke durchbohren, um natürliche, etwa 150 Grad heiße Thermalwasser-Schichten anzuzapfen“, so Bracke. Damit ließen sich auch Turbinen betreiben, um Strom zu erzeugen. Das abgekühlte Wasser wird anschließend wieder in den Untergrund geleitet. „Ähnlich haben das die Römer bereits vor 2000 Jahren in Aachen praktiziert.“

60 Prozent der erzeugten Energie fließt in die Wärmeproduktion

„Geothermie ist ein vordringliches Thema bei der Energiewende“, erläutert Bracke. Denn rund 60 Prozent der erzeugten Primärenergie fließen in den Wärmebereich, um Wasser und Gebäude zu heizen. Dagegen nur rund 40 Prozent in die Erzeugung von Strom sowie in die Mobilität. Dass vor allem die Rhein-Ruhr-Region mit dem größten Fernwärmenetz Europas derzeit noch weitgehend auf die Abwärmenutzung aus der Kohleverbrennung angewiesen ist, sei ein gewaltiges Problem, wenn nach und nach die Kohlemeiler vom Netz gehen. Als Ersatz biete sich die Geothermie an, weil vorhandene Fernwärmeleitungen verwendet werden können.

Mit der Einrichtung des neuen „Energiewende-Instituts“ habe die Politik endlich die Dringlichkeit des Wärme-Themas erkannt. „Wir haben nicht viel Zeit“, so Bracke. „Im Jahr 2038 sollen die Kohlekraftwerke abgeschaltet werden. Das heißt, wir müssen diese Energie innerhalb von 18 Jahren ersetzen.“ Der Ausstieg aus der CO2-Wirtschaft ist für Bracke „das größte gesellschaftliche und wirtschaftliche Experiment in der Geschichte der Bundesrepublik“. Eile sei geboten. „Die Uhr tickt“.

>>>> Das neue Fraunhofer-Institut

Die Fraunhofer-Gesellschaft hat zum 1. Januar die „Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG“ eröffnet. Das 2003 gegründete „Internationale Geothermiezentrum Bochum“ (GZB) wurde als Kernbaustein des Instituts in die Fraunhofer-Gesellschaft integriert und wird an den Standorten Bochum und Weisweiler ausgebaut.

Jülich, Cottbus und Zittau sind weitere Standorten des IEG. Das NRW-Wissenschaftsministerium stellt für den Aufbau in den ersten fünf Jahren 27 Millionen Euro bereit.

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