Die Klassifikation geothermischer Bohrungen kann nach verschiedenen Kriterien erfolgen, hauptsächlich basierend auf der Tiefe der Bohrung, der Art des genutzten Reservoirs und dem Verwendungszweck der gewonnenen Energie.
Im Allgemeinen wird zwischen Oberflächennaher Geothermie und Tiefer Geothermie unterschieden:
Tiefe: Bis etwa 400-500 m.
Temperaturen: In der Regel niedrige Temperaturen (z.B. 10-25°C), da der geothermische Gradient (Temperaturanstieg pro 100 Meter Tiefe) bei durchschnittlich 3°C/100m liegt.
Nutzung: Hauptsächlich für Heiz- und Kühlzwecke mittels Wärmepumpen. Die konstante Temperatur des Erdreichs wird genutzt, um Wärme zu entziehen oder abzugeben.
Typen von Bohrungen/Systemen:
Erdwärmesonden (vertical closed-loop systems): Dies sind vertikale Bohrungen, in die U-förmige oder koaxiale Rohre (meist aus Polyethylen) eingelassen werden. Ein Wärmeträgermedium (z.B. Wasser-Glykol-Gemisch) zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf und nimmt die Erdwärme auf. Die Bohrtiefen liegen typischerweise zwischen 50 und 160 Metern, können aber auch tiefer sein.
Erdwärmekollektoren (horizontal closed-loop systems): Hierbei werden Rohrschleifen horizontal in geringer Tiefe (ca. 1-2 Meter) verlegt. Sie benötigen eine größere Fläche als Erdwärmesonden.
Grundwasserbrunnen (open-loop systems): Bei diesen Systemen wird Grundwasser aus einem Förderbrunnen entnommen, die Wärme mittels Wärmepumpe entzogen und das abgekühlte Wasser über einen Schluckbrunnen wieder in den Aquifer zurückgeleitet. Sie sind effizienter, erfordern aber geeignete hydrogeologische Bedingungen.
Tiefe: Tiefen von über 500 m, oft mehrere Kilometer (bis zu 5000 m und mehr).
Temperaturen: Deutlich höhere Temperaturen (oft über 80-150°C), die für direkte Heiznutzung (Fernwärme) oder auch zur Stromerzeugung (ab ca. 100-150°C) genutzt werden können.
Nutzung: Direkte Wärmenutzung (z.B. für Fernwärmenetze, industrielle Prozesse) und/oder Stromerzeugung.
Typen von Bohrungen/Systemen:
Hydrothermale Systeme (hydrothermal systems): Diese Systeme nutzen natürliche Vorkommen von heißem Wasser oder Dampf in durchlässigen Gesteinsformationen (Aquiferen). Es werden Förderbrunnen gebohrt, um das heiße Fluid zu gewinnen, und Injektionsbrunnen, um das abgekühlte Fluid wieder in das Reservoir zurückzuleiten und den Druck aufrechtzuerhalten.
Petrothermale Systeme / enhanced geothermal systems (EGS) / hot dry rock (HDR): Bei diesen Systemen gibt es zwar heißes Gestein in großer Tiefe, aber nicht genügend natürliche Fluide oder eine zu geringe Durchlässigkeit. Hier wird Wasser unter hohem Druck in das Gestein injiziert, um künstliche Risse (Fracs) zu erzeugen und so die Zirkulation von Wasser zu ermöglichen. Das erhitzte Wasser wird dann über eine zweite Bohrung zurück an die Oberfläche gefördert.
advanced geothermal systems (AGS): Gelegentlich benutzte Bezeichnung für Konzepte, die darauf abzielen, geschlossene Kreisläufe in tiefen, heißen Gesteinsschichten zu etablieren, ohne Flüssigkeiten in das Gestein zu injizieren oder zu entnehmen.
Produktionsbohrungen: Zur Entnahme von heißem Wasser oder Dampf.
Injektionsbohrungen: Zur Rückführung des abgekühlten Fluids in das Reservoir.
Explorationsbohrungen (Temperaturgradientenbohrungen, slim wells): Geringere Durchmesser und Tiefen, um geologische Daten zu sammeln und den Temperaturgradienten zu bestimmen, ohne auf die Förderung abzuzielen.
Rotationsbohrungen (rotary drilling): Die häufigste Methode, bei der ein rotierender Bohrmeißel das Gestein zerkleinert.
Richtungsbohrungen (directional drilling): Ermöglichen das Ansteuern spezifischer Reservoirzonen und die Erstellung mehrerer Bohrstränge von einem einzigen Bohrplatz aus.
Perkussionsbohrungen: Nutzen einen pneumatischen Hammer.
Plasma- oder Hydrothermalflammenbohrungen: Experimentelle Methoden mit hohen Temperaturen.
Luftbohrung vs. Spülungsbohrung: Unterscheidung nach dem verwendeten Spülmedium.
In Deutschland liegt der Fokus bei der tiefen Geothermie hauptsächlich auf der Nutzung von hydrothermalen Aquiferen, insbesondere in den Molassebecken des Alpenvorlands, im Oberrheingraben(ORG) und im Norddeutschen Becken (NDB).
Zu Literatur siehe:
zuletzt bearbeitet Juli 2025, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
