In dieser Hausarbeit wird die globale Bedeutung der Geothermie am Beispiel ausgewählter Länder betrachtet. Hierfür wird zunächst auf die weltweite Verteilung der Erdwärme eingegangen. Im Rahmen der Länderbeispiele sind jeweils verschiedene Projekte und Aspekte der Nachhaltigkeit zentraler Inhalt. Letztere beziehen sich sowohl auf ökologische und soziale als auch auf ökonomische Gesichtspunkte. Weiterhin werden politische und rechtliche Rahmenbedingungen aufgezeigt und abschließend die Bedeutung der Erdwärmenutzung für den Energiemarkt des jeweiligen Landes dargestellt. Letztlich sind die globale Entwicklung sowie Trends und Prognosen, den globalen Erdwärmemarkt betreffend, Inhalt der Ausführungen.
Erdwärme ist die gespeicherte Wärmeenergie unterhalb der festen Erdoberfläche. 99 Prozent der Erde sind wärmer als 1000°C. Im Erdinneren herrschen Temperaturen bis zu 5000°C. Der gesamte Wärmeinhalt der Erde beträgt 1013 Exajoule (EJ). Damit könnte ab dem Jahr 2050 der globale Bedarf an Energie für 250.000 Jahre gedeckt werden. Bis dahin wird die Erdwärme voraussichtlich, trotzt des enormen Nutzungspotentials, nur etwa ein Prozent des weltweiten Primärenergiebedarfs decken.
Die Primärenergie unterscheidet sich von der Endenergie dahingehend, dass sie in Form von Erdöl, Erdgas, Kohle oder Uran zunächst aufbereitet werden muss, sodass sie dem Verbraucher als Heizöl, Benzin, Gas oder Strom angeboten werden kann. Obwohl die Erdwärme wegen ihrer permanenten Verfügbarkeit grundlastfähig ist und sowohl direkt als auch indirekt zur Stromproduktion genutzt werden kann, liegt sie im Hinblick auf den technologischen Entwicklungstand und dem globalen Ausbau hinter anderen erneuerbaren Energien zurück. 2014 wurden weltweit 147 TWh Energie aus Erdwärme produziert. Das entspricht 0,5 EJ und damit einem Bruchteil der potenziell zur Verfügung stehenden Wärmeenergie der Erde.
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung in die Thematik
2 Entstehung und globale Verteilung der Erdwärme
3 Weltweite Nutzung der Erdwärme am Beispiel ausgewählter Länder
3.1 Geothermie in den USA
3.1.1 Erdwärme-Projekte in den USA
3.1.2 Aspekte der Nachhaltigkeit
3.1.3 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen
3.1.4 Bedeutung für den amerikanischen Energiemarkt
3.2 Geothermie in Island
3.2.1 Erdwärme-Projekte in Island
3.2.2 Aspekte der Nachhaltigkeit
3.2.3 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen
3.2.4 Bedeutung für den isländischen Energiemarkt
3.3 Geothermie in Deutschland
3.3.1 Erdwärme-Projekte in Deutschland
3.3.2 Aspekte der Nachhaltigkeit
3.3.3 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen
3.3.4 Bedeutung der Geothermie für den deutschen Energiemarkt
3.4 Geothermie in Italien
3.4.1 Erdwärme-Projekte in Italien
3.4.2 Aspekte der Nachhaltigkeit
3.4.3 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen
3.4.4 Bedeutung der Geothermie für den italienischen Energiemarkt
3.5 Geothermie in Kenia
3.5.1 Erdwärme-Projekte in Kenia
3.5.2 Aspekte der Nachhaltigkeit
3.5.3 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen
3.5.4 Bedeutung der Geothermie für den kenianischen Energiemarkt
3.6 Geothermie auf den Philippinen
3.6.1 Erdwärme-Projekte der Philippinen
3.6.2 Aspekte der Nachhaltigkeit
3.6.3 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen
3.6.4 Bedeutung der Geothermie für den Energiemarkt der Philippinen
4 Globale Entwicklung, Trends und Prognosen
5 Fazit
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht die globale Bedeutung der Geothermie als regenerative Energiequelle. Das Hauptziel besteht darin, die weltweite Verteilung der Erdwärme zu analysieren und anhand ausgewählter Länderbeispiele die technischen, ökologischen sowie politischen Rahmenbedingungen der geothermischen Energienutzung und deren Stellenwert für die jeweiligen Energiemärkte zu bewerten.
- Globale Verteilung und Entstehungsprozesse von Erdwärme
- Vergleichende Analyse der geothermischen Strom- und Wärmenutzung in den USA, Island, Deutschland, Italien, Kenia und auf den Philippinen
- Nachhaltigkeitsaspekte und ökologische Auswirkungen der Geothermie
- Politische Förderinstrumente und rechtliche Rahmenbedingungen
- Aktuelle Entwicklungen, Trends und Zukunftsprognosen für den globalen Geothermiemarkt
Auszug aus dem Buch
3.1 Geothermie in den USA
Derzeit wird in den US-Bundesstaaten Alaska, Kalifornien, Hawaii, Idaho, Nevada, Oregon, Utah und Wyoming Strom aus geothermischer Energie produziert. Kalifornien verfügt mit 2.615 MW über die höchste installierte Kapazität (IWR 2012). Darüber hinaus sind Projekte in Arizona, Colorado, Louisiana, New Mexico, North Dakota, Texas und Washington geplant (Bundesverband Geothermie 2012). Folgende Abbildung zeigt die Verteilung der geothermalen Systeme innerhalb der benannten Bundesstaaten. Die schwarzen Punkte stellen jeweils ein Mittel- bis Hochenthalpie-Feld dar. Es ist zusehen, dass sie vermehrt im Gebiet der bereits erwähnten San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien auftreten. So auch das Hochenthalpie-Feld „The Geysers“.
Es besteht aus 22 einzelnen Geothermieanlagen, die eine Netto-Stromleistung von 750 MW in Form von heißem, trockenem Wasserdampf zu Verfügung stellen. Von hieraus wird die Stadt San Francisco nahezu vollständig mit geothermischer Energie versorgt (Bundesverband für Geothermie 2015). Der Dampf entstammt einem Sandsteinreservoir, welches seine hohen Temperaturen von einer tiefer liegenden Magmakammer bezieht (Stober, Bucher 2014, S.62). Die Fläche der 22 Anlagen im Nutzungsgebiet „The Geysers“ beläuft sich auf 78 Quadratmeter. Verglichen mit dem, seit 2009 betriebenen Solarkraftwerk Andasol 1 im südspanischen Andalusien, mit einer Fläche von 512.000 Quadratmeter bei einer Stromleistung von 50 MW, ist der Flächenverbrauch eines Geothermiekraftwerks im Verhältnis zur erzeugbaren Leistung gering (Geitmann 2010, S.93).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung in die Thematik: Definiert Erdwärme, erläutert deren Nutzungspotenzial und beschreibt die Zielsetzung der Arbeit sowie die methodische Herangehensweise anhand von Länderbeispielen.
2 Entstehung und globale Verteilung der Erdwärme: Beschreibt die physikalischen Ursprünge der Erdwärme und die geologischen Zusammenhänge der globalen Verteilung durch Plattentektonik und vulkanische Aktivität.
3 Weltweite Nutzung der Erdwärme am Beispiel ausgewählter Länder: Detaillierte Analyse der geothermischen Nutzung, der Nachhaltigkeitsaspekte sowie der regulatorischen und ökonomischen Rahmenbedingungen in den USA, Island, Deutschland, Italien, Kenia und auf den Philippinen.
4 Globale Entwicklung, Trends und Prognosen: Analysiert das globale Wachstum der geothermischen Erzeugungskapazitäten seit 1975 und gibt einen Ausblick auf künftige technologische sowie marktspezifische Entwicklungen.
5 Fazit: Fasst die Ergebnisse zusammen, bewertet die Geothermie als nachhaltige, grundlastfähige Energiequelle und diskutiert bestehende ökonomische und technische Barrieren für eine stärkere Nutzung.
Schlüsselwörter
Geothermie, Erdwärme, Geothermiekraftwerk, regenerative Energien, Stromerzeugung, Nachhaltigkeit, Energiewende, Hochenthalpie-Lagerstätten, Niederenthalpie-Lagerstätten, Plattentektonik, Energiepolitik, Primärenergie, Erdwärmepumpen, regenerative Energieträger, Geothermal Resources Act
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit primär?
Die Arbeit analysiert die globale Bedeutung der Geothermie und untersucht, wie Erdwärme in unterschiedlichen geologischen und wirtschaftlichen Kontexten zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt wird.
Welche zentralen Themenfelder stehen im Fokus?
Im Mittelpunkt stehen technische Verfahren zur Erdwärmenutzung, ökonomische Rahmenbedingungen, ökologische Nachhaltigkeit sowie die energiepolitischen Strategien ausgewählter Länder.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Ziel ist es, den Status quo der geothermischen Energiegewinnung weltweit darzustellen und durch Ländervergleiche zu verdeutlichen, wie technische und politische Faktoren den Ausbau beeinflussen.
Welche wissenschaftliche Methodik wird angewandt?
Die Arbeit nutzt eine komparative Analyse, bei der spezifische Geothermieprojekte und nationale Energiemärkte anhand von Daten, Berichten und geologischen Gegebenheiten untersucht werden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil widmet sich ausführlich den Länderbeispielen (USA, Island, Deutschland, Italien, Kenia, Philippinen), wobei jeweils die spezifischen Projekte, Nachhaltigkeitsaspekte und politische Rahmenbedingungen betrachtet werden.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich primär über Begriffe wie Geothermie, Erdwärme, nachhaltige Energie, Stromerzeugung und globale Energiemärkte definieren.
Inwiefern spielt das Konzept der Hochenthalpie eine Rolle für die Geothermie?
Hochenthalpie-Lagerstätten sind entscheidend für eine wirtschaftliche Stromerzeugung, da hier bereits in geringen Tiefen Temperaturen auftreten, die einen direkten Antrieb von Turbinen ermöglichen.
Welchen Stellenwert nimmt die Geothermie in Island ein?
Island ist weltweit führend in der Geothermienutzung; die geologischen Standortbedingungen ermöglichen eine effiziente Mehrfachnutzung für Strom, Fernwärme, Industrie und touristische Zwecke.
Wie unterscheidet sich die Situation in Deutschland von vulkanisch aktiven Regionen?
Da Deutschland keine aktive Vulkanregion ist, konzentriert sich die Nutzung hier primär auf Tiefengeothermie in sedimentären Becken, oft verbunden mit technischem Aufwand wie bei petrothermalen Systemen.
Welche Rolle spielt die Politik bei der Förderung geothermischer Energie?
Gesetzliche Rahmenbedingungen wie Einspeisevergütungen, Förderprogramme und Umweltvorgaben sind maßgeblich dafür, wie schnell der Geothermiemarkt in einem Land wächst und ob Investitionssicherheit für Unternehmen besteht.
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- Selina Thanheiser (Autor), 2015, Geothermie. Globale Bedeutung, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/930165
