Geothermiekraftwerk

Trockendampf-Kraftwerk

Das Trockendampf-Kraftwerk benötigt zum Betrieb Dampf mit einer Temperatur von 150 °C. Um diesen zu erzeugen, wird Wasser über die Injektionsleitung weit in die Erde hinein geleitet. Beim Auftreffen auf heiße Gesteinsschichten entsteht der Wasserdampf, der durch die Produktionsbohrung zurück und durch die Gasturbine geleitet wird. Der so aktivierte Generator produziert Strom.

Entspannungsdampf-Kraftwerk

Die Funktionsweise dieser heutzutage üblichen Geothermiekraftwerk-Variante ist dieselbe wie bei einem Trockendampf-Kraftwerk, allerdings wird über die Injektionsleitung bereits auf 180 °C erhitztes Wasser in die Erde geleitet - und das unter hohem Druck. Auf dem Weg durch die Produktionsbohrung gibt das Wasser bereits Dampf ab, der als Entspannungsdampf bezeichnet wird. Dieser Prozess verstärkt sich, da das Wasser auch an der Oberfläche durch mehrere Systeme geleitet und auf diese Weise deutlich mehr Dampf produziert wird, der dann wiederum die Dampfturbine antreibt. Moderne Geothermiekraftwerke verwerten das nicht in Dampf umgewandelte Wasser erneut, es wird also wiederum in die Injektionsleitung gepumpt. Darüber hinaus ermöglichen Kondensatoren die Umwandlung des zur Stromproduktion genutzten Wasserdampfes in Wasser, das ebenfalls dem Kreislauf wieder zugeführt wird.

Binär-Kreislauf-Kraftwerk

Einen innovativen Ansatz der Nutzung von Erdwärme stellt das Binär-Kreislauf-Kraftwerk dar. Das Funktionsprinzip entspricht dem des Entspannungsdampf-Kraftwerkes, allerdings kann bereits Wasser mit einer Temperatur von 57 °C zum Einsatz kommen. Wirtschaftlicher ist jedoch auf 120 °C erhitztes Wasser, das mit einem Druck von circa 100 Litern pro Sekunde in die Injektionsleitung gepumpt wird. Die Beimischung einer Flüssigkeit mit einem niedrigeren Siedepunkt - wie beispielsweise die organischen Mittel Butan, Pentan oder Iso-Butan - bewirkt, dass bereits beim Pumpen diese Zusatzstoffe in Dampf umgewandelt werden. Über den Produktionskanal wird der Dampf wiederum zur Stromerzeugung in die Turbine geleitet, um den Generator anzutreiben. Die Effizienz ist abhängig von der Temperatur des Wassers: Je wärmer das Thermalwasser ist, desto höher ist der Wirkungsgrad des Geothermiekraftwerks.

Geothermiekraftwerk: Vor- und Nachteile

Ein Geothermiekraftwerk stößt bei der Stromproduktion kein Kohlendioxid aus. Allein deswegen ist diese Art der Energieerzeugung umweltfreundlich. Die geothermischen Prozesse im Erdinneren laufen permanent, die Stromgewinnung kann also als regenerativ bezeichnet werden. Darüber hinaus verhindern die neueren Methoden, dass die Geothermie-Quelle sich abkühlt. Problematisch können allerdings die Bohrungen sein, die über Kilometer in die Tiefe reichen. Das Anbohren von Grundwasseradern, Gasvorkommen oder Anhydrit- oder Gipsvorkommen verursacht bereits massive Schäden. Die Umweltministerien der Länder arbeiten daran, die Nutzung von Erdwärme mit Erdwärmesonden sicherer zu machen.