Die Seminararbeit bietet einen Überblick über die Entstehung, das Vorkommen und die Verwendung von Geothermie sowie einen Ausblick für Deutschland.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Was ist Geothermie ?
2.1 Aufbau der Erde
2.2 Ursprung geothermischer Energie
2.2.1 Restwärme/Akkretionswärme
2.2.2 Radioaktiver Zerfall
2.2.3 Klimaeinfluss
2.3 Terrestrischer Wärmestrom und geothermischer Temperaturgradient
3. Formen der Energiegewinnung
3.1 Tiefe Geothermie
3.1.1 Hochenthalpie-Lagerstätten
3.1.2 Niederenthalpie-Lagerstätten
3.1.3 Hydrothermale systeme
3.1.4 Petrothermale systeme
3.1.5 Tiefe Erdwärmesonden
3.2 Oberflächennahe Geothermie
3.2.1 Oberflächennahe Erdwärmesonden
3.2.2 Erdwärmekollektoren
3.2.3 Grundwasser-Wärmepumpen
4. Vorkommen von Geothermie
5. Vor- und Nachteile
6. Ausblick Geothermie in Deutschland
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht das Potenzial der Geothermie als nachhaltige und grundlastfähige Energiequelle. Im Fokus steht dabei die Beantwortung der Frage, inwieweit geothermische Energiegewinnung einen Beitrag zur globalen Energieversorgung leisten kann und welche technischen sowie wirtschaftlichen Herausforderungen bei ihrer Umsetzung bestehen.
- Physikalische Grundlagen der Erdwärme und ihre Entstehung.
- Technologische Verfahren der tiefen und oberflächennahen Geothermie.
- Vergleich zwischen verschiedenen Lagerstättentypen (Hochenthalpie vs. Niederenthalpie).
- Analyse der ökologischen und ökonomischen Vor- und Nachteile geothermischer Anlagen.
- Status quo und Zukunftsperspektiven der Geothermie in Deutschland.
Auszug aus dem Buch
3.1.4 PETROTHERMALE SYSTEME
Petrothermale Systeme zählen zu den Hochtemperaturnutzungen. Sie fördern Energie aus heißem Tiefengestein, welches nicht von wasserführenden Aquiferen durchzogen ist. Um die Energie verwenden zu können, wird das wenig geklüftete Gestein stimuliert, um Wegsamkeiten für die Wärmeleitflüssigkeit Wasser zu erzeugen. Dies geschieht, indem unter hohem Druck Wasser eingepresst wird um das natürlich Kluftsystem zu erweitern oder ein künstliches zu erzeugen. Danach wird der durch das heiße Gestein erzeugte Wasserdampf an die Oberfläche gebracht und entweder direkt zur Stromerzeugung an eine Dampfturbine oder in ein Binärsystem geleitet. Zu den petrothermalen Systemen gehören unter anderem das Hot-Dry-Rock-System (HDR).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung thematisiert die Endlichkeit fossiler Brennstoffe und die Notwendigkeit, auf regenerative Energien umzusteigen.
2. Was ist Geothermie ?: Dieses Kapitel definiert Geothermie als gespeicherte Wärme der Erde und erläutert ihren schalenförmigen Aufbau sowie die Ursprünge der Wärme durch Zerfallsprozesse und Restwärme.
3. Formen der Energiegewinnung: Hier werden die technischen Verfahren zur Nutzbarmachung von Erdwärme unterschieden, wobei zwischen tiefen und oberflächennahen Systemen differenziert wird.
4. Vorkommen von Geothermie: Dieser Abschnitt beschreibt die weltweite Verfügbarkeit von Erdwärme und ihre geographische Konzentration an vulkanisch aktiven Zonen.
5. Vor- und Nachteile: Das Kapitel bietet eine kritische Abwägung der ökologischen Vorteile gegenüber den technischen Risiken und hohen Kosten der Erschließung.
6. Ausblick Geothermie in Deutschland: Dieser Teil betrachtet die aktuelle Situation der Geothermie in Deutschland, die durch hohe Bohrkosten und eine langfristige Forschungsstrategie geprägt ist.
Schlüsselwörter
Geothermie, Erdwärme, Erneuerbare Energien, Grundlastfähigkeit, Tiefenbohrung, Hochenthalpie, Hydrothermale Systeme, Petrothermale Systeme, Wärmepumpe, Erdwärmesonden, Klimaschutz, Energiewende, Aquifere, Konvektion, Geothermischer Temperaturgradient
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit bietet einen wissenschaftlichen Überblick über die Nutzung von Erdwärme zur Energiegewinnung, von den physikalischen Grundlagen bis hin zu den technischen Anwendungsmöglichkeiten.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Arbeit behandelt schwerpunktmäßig den geologischen Aufbau der Erde, die verschiedenen Verfahren der Tiefen- und oberflächennahen Geothermie sowie die Vor- und Nachteile dieser Technologie.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, die Potenziale und Herausforderungen der Geothermie im Kontext der globalen Energiewende und im spezifischen Fall Deutschlands aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit stützt sich auf eine fundierte Literaturanalyse und die Auswertung von geologischen und technischen Fachdaten sowie existierenden Berichten zu Energieverbrauch und Forschungsprogrammen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Erläuterung der Energieentstehung in der Erde, die Detaillierung technischer Systeme wie Hydrothermale oder Petrothermale Verfahren und eine Analyse der Wirtschaftlichkeit und Risiken.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Erdwärme, Grundlastfähigkeit, Hochenthalpie, Wärmepumpe, Petrothermale Systeme und Klimaschutz.
Warum ist die Geothermie für die Stromerzeugung grundlastfähig?
Im Gegensatz zu Wind oder Sonne ist die Wärme aus dem Erdinneren unabhängig von Wetterbedingungen oder Tageszeiten kontinuierlich verfügbar.
Welche besonderen Risiken werden bei der Nutzung genannt?
Die Arbeit führt unter anderem induzierte Seismik bei der Stimulation, mögliche Grundwasserbeeinträchtigungen und unvorhersehbare Bodenhebungen wie im Fallbeispiel Staufen an.
Wie unterscheidet sich die Hochenthalpie- von der Niederenthalpie-Nutzung?
Die Unterscheidung erfolgt primär über die Temperatur; Hochenthalpie-Lagerstätten bieten aufgrund höherer Temperaturen eine bessere Effizienz für die direkte Stromerzeugung über Dampfturbinen.
- Arbeit zitieren
- Kolonia Gorgosch (Autor:in), 2012, Grundlagen der Energiegewinnung. Vor- und Nachteile der Geothermie, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/265767
