Hydrothermale Geothermie
Vorraussetzung für ein hydrothermales System ist das Vorhandensein einer ergiebigen wasserführenden Gesteinsschicht (Nutzhorizont), welche eine möglichst weite vertikale und laterale Verbreitung aufweisen sollte, um eine langfristige Nutzung zu gewährleisten. Das in diesem natürlichen Reservoir zirkulierende Thermalwasser kann je nach Förderrate und Temperatur zur Erzeugung von Strom und Wärme oder lediglich Wärme genutzt werden.
Hydrothermale Lagerstätten werden mit mindestens einer Bohrung erschlossen. In diesem Fall wird das Thermalwasser nicht nur thermisch sondern auch materiell genutzt, zum Beispiel zur Trinkwasserversorgung und zum Badebetrieb.
Aus der Notwendigkeit ein Reservoir nachhaltig zu betreiben, wird jedoch im überwiegenden Teil der Fälle das abgekühlte Thermalwasser wieder injiziert. Dort, wo im Thermalwasser Inhaltsstoffe in größerer Menge gelöst sind, muss in jedem Fall eine Injektion vorgesehen werden. Eine so genannte Dublette kann mit einer weiteren Förder- oder Injektionsbohrung zu einer Triplette modifiziert werden. Abgelenkte Bohrpfade ermöglichen das Niederbringen verschiedener Bohrungen innerhalb eines kleinen Kraftwerkgeländes unter Vermeidung des geothermischen Kurzschlusses, mehr als vier Bohrungen lassen sich jedoch nicht sinnvoll von einem Bohrplatz aus niederbringen.
Natürliche Reservoire mit ausreichender Wassermenge sind in Deutschland verbreitet. In den geothermischen Provinzen des Molassebeckens im Alpenvorland, dem Oberrheingraben und dem norddeutschen Becken, sind hydrothermale Reservoir auch in ausreichender Tiefe vorhanden, um wirtschaftlich Strom zu erzeugen und Wärme zu nutzen.
In Norddeutschland werden vor allem für die Wärmeversorgung sedimentäre Porenspeicher des Jura, der Trias und des Perm erschlossen.
Im süddeutschen Raum werden vor allem sekundär geklüftete und/oder kavernöse Gesteine genutzt. Diese werden als Kluft- oder Karstaquifere bezeichnet. Um eine größtmögliche Förderrate zu gewährleisten werden diese Gesteine im Bereich von Störungszonen erschlossen. Ein Beispiel hierfür sind die Malmkarbonate des bayrischen Molassebeckens.
Im Oberrheingraben sind große Wassermengen vor allem an junge, tief reichende Störungszonen gebunden. Diese müssen über abgelenkte Bohrungen zielgenau erschlossen werden. Um einen Anschluss der Bohrung an eine Störungszone zu erreichen oder zu verbessern, können Stimulationsmaßnahmen eingesetzt werden. Hierbei kommen wiederum die hydraulische Stimulation wie auch die chemische Stimulation in Frage. Gerade die Karbonatgesteine des Muschelkalks im Oberrheingraben und des Malmkalks in der Molasse, lassen sich mit Säure erfolgreich stimulieren. Lässt sich der Zufluss oder die Injektion am besten über eine Verlängerung oder eine Abzweigung aus einem vorhandenen Bohrloch erreichen, kann man von bohrtechnischer Stimulation sprechen.
Grundlage einer zielgenauen Bohrung ist eine vorausgegangene seismische Exploration. Bei diesem Verfahren lassen sich sowohl einzelne Schichten als Reflektoren, als auch Störungszonen identifizieren.
Der Nachteil der hydrothermalen Geothermie liegt in der räumlich beschränkten Verbreitung der Reservoirgesteine. Damit ist man für die Wärmenutzung an bestimmte Regionen gebunden. Der Anteil der hydrothermalen Geothermie liegt daher bei unter 10% des technischen Potenzials.