Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis   I

Abbildungsverzeichnis   II

Abk  ürzungsverzeichnis  III

1  Einleitung  1

2  Grundlagen der Geothermie  2

2.1  Definition und Entstehung.  2

2.2  Einsatzbereiche von Geothermie  3

2.3  Abgrenzung der oberflächennahen und tiefen Geothermie  3

3  Geothermie in Deutschland  6

3.1  Geothermie in Deutschland  6

3.2  Probleme und Risiken  7

4  Gesetzliche Förderinstrumente  9

4.1  Marktanreizprogramm  9

4.2  Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz  9

4.3  Erneuerbare-Energien-Gesetz  10

5  Analyse rechtlicher Hemmnisse durch das Bundesberggesetz  13

5.1  Rechtliche Ausgangslage  13

5.2  Bergbauberechtigungen - Erlaubnis und Bewilligung  13

6  Fazit und Ausblick  16

Literaturverzeichnis   IV

I

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Schematische Darstellung von oberflächennahe Geothermietechnologie…………………................................................................Seite 4

Abbildung 2: Schematische Darstellung von Hydrothermale (links) und Petrothermale Systeme (rechts) …..…………………………………..Seite 5

Abbildung 3: Stromerzeugung aus Erneuerbare Energien bis 2020 nach Sparten …………………………………………………………………..…..Seite 7

Abbildung 4: Durchschnittliche Investionskostenverteilung eines Geothermiepro-

Abkürzungsverzeichnis

BbergG Bundesberggesetz BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft BEE Bundesverband Erneuerbarer Energien BMU Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit EEG Erneuerbare-Energien-Gesetz EEWärmeG Erneuerbare-Energie-Wärmegesetz GWh Gigawattstunde kWh Kilowattstunde KWKG Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz MW Megawatt TWh Terawattstunde

III

1 Einleitung

Von den regenerativen Energien werden in Deutschland derzeit vor allem Biomasse, die Windenergie, die Sonnenenergie und die Wasserkraft genutzt. Die Nutzung der geothermischen Energie führt noch ein Schattendasein - obwohl sie einige Vorteile hat: Sie ist weder von klimatischen Bedingungen noch von der Tages- oder Jahreszeit abhängig und damit im Gegensatz zu den meisten anderen regenerativen Energien zuverlässig dann verfügbar, wenn auch eine entsprechende Energienachfrage gegeben ist. Zudem haben geothermische Anlagen zur Wärme- und/oder Stromerzeugung einen geringen oberirdischen Platzbedarf, so dass sie sich gut in das Landschafts-oder Stadtbild einpassen lassen. Zusammen mit dem hohen Maß an Umweltfreundlichkeit und der Nutzung regionaler - und damit unabhängig von politischen Risiken verfügbarer - Energien sind dies hervorragende Voraussetzungen für einen Ausbau der Nutzung.

Bis zur Jahrtausendwende hatten die genannten Vorteile in Deutschland kein nennenswertes Interesse an der Stromerzeugung aus tiefer Geothermie hervorgerufen. Erst mit der Aufnahme der Geothermie in das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) im Jahr 2000 und den Novellierungen dieses Gesetzes 2004 und 2009 ist die geothermische Stromerzeugung etwas näher in den Fokus gerückt. Jedoch sind Meldungen über die Inbetriebnahme von Geothermie-Kraftwerken bislang noch Einzelfälle, obwohl das Potenzial der Geothermie dem 600-fachen ¹ des jährlichen deutschen Jahresstrombedarfs entspricht. Bisher sind in Deutschland nur vier ² geothermische Kraftwerke in Betrieb, die in der Lage sind, in nennenswertem Umfang Strom zu produzieren. Es stellt sich daher die Frage, welche wirtschaftlichen, technologischen und insbesondere rechtlichen Gründe bestehen, die den Ausbau der Geothermie bisher gehemmt haben.

Um diese Fragen zu beantworten wird in dieser Ausarbeitung zunächst die Geothermie im Allgemeinen im Bezug auf die Abgrenzung zwischen oberflächennahen und tiefen Geothermie und deren Techniken näher dargestellt (Kapitel 2). Anschließend wird die Marktsituation in Deutschland und die einhergehenden Risiken der tiefen Geothermie, auf der der Schwerpunkt dieser Ausarbeitung liegt, erläutert (Kapitel 3). In Kapitel 4 werden die jetzt geltenden verbesserten Vergütungsbestimmungen des EEG 2009 und weitere gesetzliche Förderungsregelungen analysiert, die durch ansteigende Bohrkosten notwendig geworden sind. Abschließend werden in Kapitel 5 rechtliche Hemmnisse durch das Bundesberggesetz im Bereich der Bergbauberechtigungen diskutiert und

¹ BEE (2009): Wege in die moderne Energiewirtschaft - Ausbauprognose der Erneuerbare-Energien-

Branche, S. 21

² in Neustadt-Glewe (2003), Landau (2007), Unterhaching (2008), Bruchsal (2009)

1

Verbesserungsmöglichkeiten aufgezeigt, um eine breite Nutzung der Geothermie zu gewährleisten. Abschließend werden die Ergebnisse zusammengefasst und ein Ausblick für die Geothermie gegeben.

2 Grundlagen der Geothermie

2.1 Definition und Entstehung

Der Begriff „Geothermie“ stammt aus dem Griechischen und bedeutet Erdwärme. Diese Geothermie bzw. Erdwärme geht auf verschiedene Ursachen zurück. Sie wird zum einen ständig gespeist durch die Energie, die beim natürlichen Zerfall radioaktiver Isotope in der Erde frei wird. Zum anderen ist in der Erde noch immer Energie gespeichert, die bei der Erdentstehung freigesetzt wurde bzw. schon vor der Erdentstehung vorhanden war. ³ Da die in der Erde gespeicherte Energie nur sehr langsam an der Erdoberfläche freigesetzt wird, wird diese Energiequelle noch sehr lange zur Verfügung stehen.

Die Erde im Innern ist mit einer Temperatur von über 5000°C ⁴ nach heutigen Erkenntnissen heißer als an der Oberfläche bzw. der äußeren Kruste, so dass die Nutzung der Energie in der Regel mit einem technischen Aufwand verbunden ist. ⁵ Die Distanz von der Erdoberfläche zum -mittelpunkt (Radius) beträgt 6.378 km ⁶ . Nur auf den ersten 10 km ⁷ , der Erdkruste, findet alle Energie- und Rohstoffgewinnung statt. In den oberen Erdschichten bis 20 m Tiefe gelangt insbesondere durch Sonneneinstrahlung, solare Energie in das Erdreich. Erst in Tiefen ab 20 Metern ist die Untergrundtemperatur überwiegend durch den geothermischen Wärmestrom aus dem Erdinneren beeinflusst. Bereits ab 10 m unter der Erdoberfläche weist der Untergrund in Mitteleuropa eine über das ganze Jahr nahezu konstante Temperatur von 8 bis 10°C auf. Die Temperatur steigt mit der Tiefe im Mittel um 3°C pro 100 m an. ⁸ In einer Tiefe von 400 m kann folglich eine Temperatur von rund 20°C gerechnet werden. In anomalen Gebieten, wie zum Beispiel in vulkanischen Gebirgen, kann dieser Wert um ein Vielfaches höher sein. 9

³ vgl. Kaltschmitt, M. / Wiese, A. / Streicher, W. (2006), Erneuerbare Energien, S. 40

⁴ BMU (2007): Tiefe Geothermie in Deutschland, S. 8

⁵ vgl. BMU (2007): Tiefe Geothermie in Deutschland, S. 7

⁶ Goruma (2010), Aufbau der Erde

http://www.goruma.de/Wissen/Naturwissenschaft/Geologie/Aufbau_Erde.html (19.03.2010)

⁷ Technisch gesehen, hat man mit Tiefbohrprojekten bisher nur eine maximale Tiefe von ca. 12 km errei-

chen können.

⁸ vgl. BMU (2009): Nutzungsmöglichkeiten der tiefen Geothermie in Deutschland, S. 7

⁹ vgl. Solarcomplex (2002): Potenzialstudie, S. 75

2

2.2 Einsatzbereiche von Geothermie

Die Nutzung der Erdwärme durch den Menschen begann vor einigen Tausend Jahren mit dem Baden in heißen Quellen. Im Vordergrund standen Reinigung und Gesundheit. Derartige Badetraditionen sind u.a. von den Maoris aus Neuseeland sowie aus Japan und China, von den Römern, Türken, frühen Isländern und auch einigen Indianerstämmen bekannt. Kurorte mit Thermalquellen waren in Europa oft Ausgangspunkt für den Übergang zur technischen Nutzung der Erdwärme. 10

Mit der heutigen Technik kann Geothermie vielfältigen Zwecken nutzbar gemacht werden. Sie eignet sich zum Heizen, Kühlen, zum Speichern von Wärme oder Kälte sowie zur Stromerzeugung. Welche Nutzungsart konkret möglich ist, hängt maßgeblich von den örtlichen Gegebenheiten ab. Für die geothermische Stromerzeugung müssen beispielsweise Wärmereservoirs mit sehr hohen Temperaturen erschlossen werden. Dies ist in Deutschland mit vertretbarem Bohraufwand nur in bestimmten Gegenden, wie zum Beispiel in der Norddeutschen Tiefebene oder im Oberrheintal möglich. Die Nutzung oberflächennahen Geothermie - etwa zum Heizen oder Kühlen - ist dagegen hinsichtlich der Anforderungen an das vorhandende Temperaturniveau praktisch überall möglich. 11

2.3 Abgrenzung der oberflächennahen und tiefen Geothermie

Die Geothermie wird im Allgemeinen in die

- oberflächennahe Geothermie, und

- tiefe Geothermie

unterteilt, wobei die Abgrenzung anhand einer Tiefengrenze von 400 Meter erfolgt. Die 400-Meter-Grenze ist allerdings willkürlich gewählt. Die beruht nicht auf gesetzlichen Vorhaben; das Bundesberggesetz (BbergG) ¹² unterscheidet vielmehr danach, ob eine Bohrung 100 m oder mehr in den Boden eindringt. ¹³ Sie resultiert auch nicht aus geologischen Gegebenheiten oder einem bestimmten Temperaturniveau. Der Grund für die Abgrenzung dürfte vielmehr einer Schweizer Regelung gewesen sein, wonach geothermische Anlage ab einer Tiefe von 400 m besonders gefördert wurden. 14

¹⁰ vgl. Khammas, A. (2007): Buch der Synergie, Teil C; http://www.buch-der-

synergie.de/c_neu_html/c_02_01_geothermie_allg.htm

¹¹ vgl. BMU (2007): Tiefe Geothermie in Deutschland, S. 10

¹² Bundesberggesetz vom 13. August 1980 (BGBl. I S. 1310), zuletzt geändert durch Artikel 15a

des Gesetzes vom 31. Juli 2009 (BGBl. I S. 2585)

¹³ vgl. §127 Abs. 1 BBergG

¹⁴ vgl. Kaltschmitt, M. / Wiese, A. / Streicher, W. (2006), Erneuerbare Energien, S. 382

3

Die oberflächennahe Geothermie reicht aufgrund des geringen Temperaturniveaus von bis zu 20°C nur für das Beheizen und Kühlen von Gebäuden, technischen Anlagen oder Infrastruktureinrichtungen und zur Wasserbereitstellung. Hierzu wird die Wärme aus dem Erdreich und oberflächennahen Gestein oder aus dem Grundwasser durch Erdwärmesonden ¹⁵ und Erdwärmekollektoren ¹⁶ gewonnen. ¹⁷ Die auf diesem Wege gewonnene Wärme kann direkt oder über eine Wärmepumpe ¹⁸ genutzt werden.

19 Abbildung 1: Schematische Darstellung von oberflächennahe Geothermietechnologien

Demgegenüber zeichnet sich die tiefe Geothermie, auf der das Hauptaugenmerk dieser Hausarbeit liegt, dadurch aus, dass sie je nach ihrem geothermischen Potenzial zur Wärmeversorgung und zur Stromerzeugung verwendet werden kann.

Zur tiefen Geothermie gehören folgende Systeme, die durch die Enthalpie definiert werden. Dabei bezeichnet Enthalpie den Wärmeinhalt, die ein Maß für die Energie eines thermodynamischen Systems ist. 20

Hydrothermale Systeme erschließen im Untergrund vorhandene wasserführende Schichten, sogenannte Aquifere. Das heiße Wasser wird in einem Brunnen (Förderbrunnen) an die Erdoberfläche gefördert, zur Strom- und Wärmeerzeugung verwen-

¹⁵ Erdwärmesondenbestehen aus gebündelten Kunststoffröhren, die vertikal ins Erdreich eingebracht und

am unteren Ende mit einem U-förmigen Teil verbunden werden, um den Rückfluss der Wärmeträgerflüs-

sigkeit zu gewährleisten; Kaltschmitt, M. / Wiese, A. / Streicher, W. (2006), Erneuerbare Energien, S.

394ff

¹⁶ Bei Erdwärmekollektoren werden die Kunststoffrohre horizontal in einer Tiefe von ein bis zwei Metern in

Schlaufen ähnlich wie eine Fußbodenheizung im Erdreich verlegt; Kaltschmitt, M. / Wiese, A. / Streicher,

W. (2006), Erneuerbare Energien, S. 394ff

¹⁷ vgl. BMU (2009): Nutzungsmöglichkeiten der tiefen Geothermie in Deutschland, S. 7

¹⁸ Die Wärmepumpe pumpt unter Zufuhr von technischer Arbeit Wärme von einem niedrigeren zu einem

höheren Temperaturniveau. Bei der Wärmepumpe wird die auf dem hohen Temperaturniveau anfallende

Verflüssigungswärme zum Beispiel zum Heizen genutzt.

¹⁹ Bundesverband Wärmepumpe e.V. (2010): http://www.waermepumpe.de/ (20.03.2010)

²⁰ vgl. BMU (2009): Nutzungsmöglichkeiten der tiefen Geothermie in Deutschland, S. 9

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