Geothermie bedeutet übersetzt Erdwärme. Geothermische Energie ist demnach Energie, die aus der Erdwärme gewonnen wird. „Diese in der Erde gespeicherte Wärme ist nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich“, schreibt der Bundesverband Geothermie e.V. (GtV) auf seiner Website.
Um sich ein Bild machen zu können, hier einige Zahlen: Im Erdkern herrschen Temperaturen von bis zu 6.000 Grad Celsius. Im Mantel sind es über 1.200 Grad Celsius. Die Kruste, die immerhin knapp 30 Kilometer tief reicht, kommt auf eine Temperaturzunahme von etwa drei Grad Celsius pro 100 Meter – abhängig von der Region.
Diese Wärmeenergie lässt sich nutzen. Zum einen, um Gebäude zu heizen. Zum anderen, um Häuser oder Anlagen zu kühlen. Eine dritte Anwendung, die in der Bundesrepublik allerdings noch in den Kinderschuhen steckt und einiger Forschungsarbeit bedarf, ist die Nutzung der Geothermie zur Stromproduktion. Wie wichtig die geothermische Energie inzwischen ist, belegen Daten des GtV. Stand 2013 waren in Deutschland über 318.000 oberflächennahe Geothermieanlagen in Betrieb. Oberflächennah bedeutet, dass bis maximal 400 Meter Tiefe gebohrt wird, um die Erdwärme zu nutzen.
Das Prinzip, mit der geothermische Energie wärmt oder kühlt, ist relativ einfach. In den Boden werden Erdwärmesonden mit einer Länge von etwa 40 bis rund 100 Meter eingelassen. Alternativ bieten sich Erdwärmekollektoren an, die unterhalb der Frostgrenze verlegt werden oder spiralförmige Energiekörbe. Durch ein Rohr-System wird ein Wasser-Sole-Gemisch geleitet, das dem umliegenden Gestein die Erdwärme entzieht. Wieder an der Oberfläche hebt eine Wärmepumpe die gewonnene Erdwärme auf das erforderliche Heizenergieniveau an.
Welche Anlage zum Einsatz kommt und ob sich die geothermische Energie dauerhaft rentiert, hängt von vielen Aspekten ab. „Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit ist auf ein möglichst hohes Temperaturniveau, eine ausreichende Regenerationsfähigkeit und eine ganzjährige Verfügbarkeit der Wärmequelle zu achten“, so die Initiative klimafreundliches Bayern.
Damit über die geothermische Energie auch Strom erzeugt werden kann, sind andere Voraussetzungen nötig. Wie es funktioniert, zeigt eine Anlage in Landerello (Italien). Dort wurde bereits 1904 Strom mit Erdwärme produziert. Für diese Zwecke wird kaltes Wasser in heiße Granitfelsen (200 Grad Celsius) gepumpt. Der dabei entstehende heiße Dampf treibt Turbinen an. 1904 reichte es, um vier Glühbirnen aufleuchten zu lassen. Inzwischen liegt die Leistung bei 750 Megawatt.