Energiewende / Sektorenkopplung / Wärmewende

Geothermie ist maßgeblich dem Wärmesektor zuzurechnen. In Thüringen kann zudem durch Tiefengeothermie Strom erzeugt werden. Obwohl beim Thema Energiewende vor allem über Strom diskutiert wird, verbrauchen die privaten Haushalte jedoch vornehmlich Wärme.

In privaten Haushalten wird im Wesentlichen Wärme (etwas mehr als 85%) und somit nahezu kaum Strom verbraucht. Nach der goldenen Regel: Man soll die Energie nutzen, wie sie vorliegt, stellt Geothermie, also Erdwärme, eine besonders effiziente Versorgungsmöglichkeit für Haushalte dar.

Für die Energiewende wird infolge der einfacheren Möglichkeit zur Verteilung von Strom der Ausbau der fluktuierenden Systeme Sonnenenergie und Windkraft forciert. Eine Energiewende, die auf schwankenden Stromerzeugern fußt, benötigt Energiespeicher:

Photovoltaik und Windkraft erzeugen Überschüsse zu Zeiten, wenn Strom nicht benötigt wird. Auch Biogasanalagen stellen Wärme zeitgleich zur Stromerzeugung bereit. Obwohl die Anlagen einen hohen Anteil im Eigenverbrauch nutzen, fällt noch genügend ungenutzte Wärme an. Für diese Zeiträume werden Speicher benötigt.

Bei Verwendung der Oberflächengeothermie sind Wärmepumpen Bestandteil der Haustechnik. Moderne Geräte sind mit einer sogenannten Smart Grid Ready, auch SG-Ready-Schnittstelle ausgestattet. Diese ist notwendig, um die Vernetzung bzw. Abstimmung mit anderen Systemen im Haushalt, wie einer Photovoltaik-Anlage sicherzustellen. Wärmepumpen bieten ein enormes Stromspeicherpotenzial: mit 3,8 GW installierter Wärmepumpenleistung bundesweit stellen sie einen perfekten Partner der intelligenten Stromnetze dar. Das entspricht ca. 4 Kernkraftwerksleistungen Speicherkapazität.

Wärmespeicher

Oftmals wird über Power-to-Heat, also die Umwandlung von Strom in Wärme im Zusammenhang mit der Einspeicherung von Stromüberschüssen aus Photovoltaik und Windkraft diskutiert. Diese Überschüsse lassen sich speichern – auch saisonal (siehe Schema unten).

So stellen geothermale Speicher eine wichtige Reserve für kalte Winter dar:

1. In Erdwärmesondenfeldern

Der Vorteil besteht darin, dass Oberflächennahe Speicher

• geringe Investitionsrisiken aufweisen
• kaum Flächenverbrauch erzeugen: Selbst 300 Erdwärmesonden werden auf einem Feld 1,5m unter der Grasnarbe eingebaut und so kann in der Folgezeit wieder Landwirtschaft darauf betrieben werden.
• lange Haltbarkeit: Einmal eingebaut halten die Sonden ewig. Qualitätsprodukte durchlaufen Prüfverfahren, die auf eine Haltbarkeit von 100 Jahren ausgelegt sind.

2. In Thüringen auch im tieferen Untergrund

Das Potenzial pro Projekt umfasst bis 2.000m Tiefe bis zu 5MW thermische Energie und kann den Wärmebedarf von Stadtteilen und Gemeinden decken bzw. die Wärmeversorgung im Winter sicherstellen. Dabei kann auf Fracking verzichtet werden.

Die Wärmespeicher stellen hierbei elementare Bestandteile der sog. Sektorkopplung von Strom und Wärme dar. Dazu kommt noch der Mobilitätssektor mit Fahrzeugen wie Elektroautos und Fahrradakkus.

Fazit

In Sektorkopplung kann man eine hohe Autarkie, also Selbstversorgung mit Energie erreichen: Sowohl auf landesplanerischer Skala als auch bei Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie größeren Liegenschaften. Auf der Stromseite in Verbindung von Photovoltaik mit einem Batteriespeicher sind bis zu 70% realisierbar. Auf der Wärmeseite können mit Geothermie und Wärmepumpe 100% Eigenverbrauch erzeugt werden. Der Strom für die Wärmepumpe kann aus der Photovoltaik und Batterie generiert werden.