Geothermie

Geothermie ist thermische Energie, die aus der Erdkruste gewonnen wird . Sie vereint Energie aus der Entstehung des Planeten und aus dem radioaktiven Zerfall . Geothermie wird seit Jahrtausenden als Wärme- und/oder Stromquelle genutzt.

Geothermie , beispielsweise durch die Nutzung von Wasser aus heißen Quellen , wird seit der Altsteinzeit zum Baden und seit der Römerzeit zur Raumheizung eingesetzt. Geothermie (die Stromerzeugung aus Erdwärme) wird seit dem 20. Jahrhundert genutzt. Geothermiekraftwerke produzieren Strom mit konstanter Leistung, unabhängig von den Wetterbedingungen. Theoretisch reichen die geothermischen Ressourcen mehr als aus, um den Energiebedarf der Menschheit zu decken. Die meisten Fördergebiete liegen in der Nähe von tektonischen Plattengrenzen .

Die Kosten für die Erzeugung von Geothermie sanken in den 1980er und 1990er Jahren um 25 %. ^{[ 1 ]} Technologische Fortschritte reduzierten die Kosten weiter und erweiterten dadurch die Menge der nutzbaren Ressourcen. Im Jahr 2021 schätzte das US-Energieministerium die Stromkosten eines neu gebauten Kraftwerks auf etwa 0,05 US-Dollar/kWh. ^{[ 2 ]}

Weltweit standen im Jahr 2025 16 Gigawatt (GW) Geothermie zur Verfügung, was weniger als 1 % der Kapazität erneuerbarer Energien entsprach. ^{[ 3 ]} Weitere 28 Gigawatt lieferten im Jahr 2010 Wärme für Fernwärme, Raumheizung, Kurorte, industrielle Prozesse, Meerwasserentsalzung und landwirtschaftliche Anwendungen. ^{[ 4 ]} Im Jahr 2019 beschäftigte die Branche rund 100.000 Menschen. ^{[ 5 ]}

Das Adjektiv geothermisch stammt von den griechischen Wurzeln γῆ ( gê ), was Erde bedeutet, und θερμός ( thermós ), was heiß bedeutet.

Heiße Quellen werden mindestens seit der Altsteinzeit zum Baden genutzt . ^{[ 6 ]} Das älteste bekannte Thermalbad befindet sich am Standort des Huaqing-Chi-Palastes. Im 1. Jahrhundert n. Chr. eroberten die Römer Aquae Sulis , das heutige Bath in Somerset , England, und nutzten die dortigen heißen Quellen für öffentliche Bäder und Fußbodenheizung . Die Eintrittsgelder für diese Bäder stellen vermutlich die erste kommerzielle Nutzung von Geothermie dar. Das älteste geothermische Fernwärmesystem der Welt in Chaudes-Aigues , Frankreich, ist seit dem 15. Jahrhundert in Betrieb. ^{[ 7 ]} Die erste industrielle Nutzung begann 1827 mit der Gewinnung von Borsäure aus vulkanischem Schlamm mithilfe von Geysirdampf in Larderello , Italien.

1892 wurde in Boise, Idaho , das erste Fernwärmesystem der USA mit Geothermie betrieben. Ein ähnliches System entstand 1900 in Klamath Falls, Oregon . Das weltweit erste bekannte Gebäude, das Geothermie als primäre Wärmequelle nutzte, war das Hot Lake Hotel in Union County, Oregon , ab 1907. ^{[ 8 ]} Bereits 1926 wurden in Boise Gewächshäuser mithilfe eines Geothermiebrunnens beheizt , und etwa zur gleichen Zeit wurden in Island und der Toskana Geysire zur Beheizung von Gewächshäusern eingesetzt . ^{[ 9 ]} Charles Lieb entwickelte 1930 den ersten Erdwärmetauscher zur Beheizung seines Hauses. Ab 1943 wurden in Island Häuser mit Geysirdampf und -wasser beheizt.

Im 20. Jahrhundert wurde Geothermie als Energiequelle genutzt. Prinz Piero Ginori Conti testete am 4. Juli 1904 im Dampffeld von Larderello den ersten geothermischen Generator. Dieser brachte erfolgreich vier Glühbirnen zum Leuchten. ^{[ 11 ]} 1911 wurde dort das weltweit erste kommerzielle Geothermalkraftwerk errichtet. Es war der einzige industrielle Geothermieproduzent, bis Neuseeland 1958 ein eigenes Kraftwerk baute. Im Jahr 2012 produzierte es rund 594 Megawatt. ^{[ 12 ]}

1960 nahm Pacific Gas and Electric das erste US-amerikanische Geothermalkraftwerk in The Geysers , Kalifornien, in Betrieb. ^{[ 13 ]} Die ursprüngliche Turbine war über 30 Jahre in Betrieb und erzeugte  eine Nettoleistung von 11 MW . ^{[ 14 ]}

Ein auf organischen Flüssigkeiten basierendes Binärkraftwerk wurde erstmals 1967 in der UdSSR ^{[ 13 ]} und später, 1981, in den USA eingeführt. Diese Technologie ermöglicht die Nutzung von Ressourcen mit Temperaturen bis hinunter zu 81 °C. Im Jahr 2006 ging ein Binärkraftwerk in Chena Hot Springs, Alaska , ans Netz und erzeugte Strom bei einer Rekordtiefsttemperatur von 57 °C. ^{[ 15 ]}

Die Erde besitzt einen inneren Wärmeinhalt von 10 ^³¹  Joule (3 × 10^¹⁵ TWh ). Etwa 20 % davon sind Restwärme aus der Planetenentstehung ; der Rest wird dem radioaktiven Zerfall natürlich vorkommender Isotope zugeschrieben . [ 16 ] ^{Beispielsweise wurde in} einer 5275 m tiefen Bohrung des Geothermieprojekts United Downs in Cornwall , England, Granit mit sehr hohem Thoriumgehalt gefunden , dessen radioaktiver Zerfall vermutlich die hohe Temperatur des Gesteins verursacht. ^{[ 17 ]}

Die Temperatur und der Druck im Erdinneren sind so hoch, dass Teile des Gesteins schmelzen und der feste Mantel sich plastisch verhält. Teile des Mantels steigen aufgrund seines geringeren Gewichts im Vergleich zum umgebenden Gestein durch Konvektion auf. Die Temperaturen an der Kern-Mantel-Grenze können über 4000 °C erreichen. ^{[ 18 ]}

Die innere Wärmeenergie der Erde fließt mit einer Rate von 44,2 Terawatt (TW) durch Wärmeleitung an die Oberfläche ^{[ 19 ]} und wird durch den radioaktiven Zerfall von Mineralien mit einer Rate von 30 TW wieder aufgefüllt ^{[ 20 ]} . Diese Energiemengen sind mehr als doppelt so hoch wie der aktuelle Energieverbrauch der Menschheit aus allen Primärquellen, doch der größte Teil dieses Energieflusses ist nicht nutzbar. Zusätzlich zu den inneren Wärmeflüssen wird die oberste Schicht der Erdoberfläche bis zu einer Tiefe von 10 m im Sommer durch Sonnenenergie erwärmt und kühlt sich im Winter ab.

Abgesehen von den saisonalen Schwankungen beträgt der geothermische Temperaturgradient in der Erdkruste in den meisten Teilen der Welt 25–30 °C pro Kilometer Tiefe. Der Wärmeleitungsfluss liegt im Durchschnitt bei 0,1 MW/km² ^{. Diese Werte sind in der Nähe tektonischer Plattengrenzen, wo die Erdkruste dünner ist, deutlich höher. Sie können durch die Zirkulation von Fluiden, sei es durch} Magmakanäle , heiße Quellen oder hydrothermale Zirkulation , zusätzlich erhöht werden .

Die thermische Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Stromerzeugung reagieren besonders empfindlich auf Temperaturschwankungen. Anwendungen profitieren am meisten von einem hohen natürlichen Wärmestrom, der am einfachsten durch eine heiße Quelle gewonnen wird. Die nächstbeste Option ist das Bohren eines Brunnens in einen heißen Grundwasserleiter . Ein künstliches Heißwasserreservoir kann durch die Injektion von Wasser zur hydraulischen Aufspaltung des Grundgesteins errichtet werden. Systeme dieser Art werden als verbesserte Geothermieanlagen bezeichnet . ^{[ 21 ]}

Die Schätzungen des Potenzials der Stromerzeugung aus Geothermie aus dem Jahr 2010 variieren stark und reichen je nach Investitionsumfang von 0,035 bis 2 TW . ^{[ 4 ]} Die oberen Schätzungen der geothermischen Ressourcen basieren auf der Annahme von Bohrungen mit einer Tiefe von bis zu 10 Kilometern (6 Meilen), obwohl Bohrungen im 20. Jahrhundert selten tiefer als 3 Kilometer (2 Meilen) waren. ^{[ 4 ]} Bohrungen dieser Tiefe sind in der Erdölindustrie üblich. ^{[ 22 ]}

Geothermie ist elektrische Energie, die aus Erdwärme gewonnen wird. Hierfür werden Trockendampf-, Entspannungsdampf- und Binärkraftwerke eingesetzt. Im Jahr 2010 wurde in 26 Ländern geothermischer Strom erzeugt. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

Im Jahr 2019 betrug die weltweite geothermische Kraftwerkskapazität 15,4 Gigawatt (GW), wovon 23,86 % bzw. 3,68 GW in den Vereinigten Staaten installiert waren . ^{[ 25 ]}

Geothermie liefert einen bedeutenden Anteil der elektrischen Energie in Island , El Salvador , Kenia , den Philippinen und Neuseeland . ^{[ 26 ]}

Geothermie gilt als erneuerbare Energiequelle, da die Wärmeentnahme im Vergleich zum Wärmeinhalt der Erde vernachlässigbar gering ist . ^{[ 20 ]} Die Treibhausgasemissionen von Geothermiekraftwerken betragen durchschnittlich 45 Gramm Kohlendioxid pro Kilowattstunde Strom, also weniger als 5 % der Emissionen von Kohlekraftwerken. ^{[ 27 ]}

Geothermiekraftwerke wurden traditionell an den Rändern tektonischer Platten errichtet, wo hochtemperierte Geothermiequellen an die Oberfläche treten. Diese Kraftwerke werden üblicherweise an Land gebaut, wo der Untergrund hohe Temperaturen und eine hohe Durchlässigkeit aufweist und sich in der Nähe großer Wasservorkommen als Quelle für das Arbeitsmedium befindet. ^{[ 28 ]} Die Entwicklung von Binärkraftwerken und Verbesserungen in der Bohr- und Fördertechnik ermöglichen den Einsatz von Geothermieanlagen in einem größeren geografischen Gebiet. ^{[ 21 ]} Demonstrationsprojekte sind in Landau-Pfalz (Deutschland) und Soultz-sous-Forêts (Frankreich) in Betrieb, während ein früheres Projekt in Basel (Schweiz) nach der Auslösung von Erdbeben eingestellt wurde . Weitere Demonstrationsprojekte befinden sich in Australien , Großbritannien und den USA im Bau. ^{[ 29 ]} In Myanmar sind über 39 Standorte für die geothermische Stromerzeugung geeignet, einige davon in der Nähe von Yangon . ^{[ 30 ]}

Geothermie bezeichnet die Nutzung von Erdwärme zur Erwärmung von Gebäuden und Wasser für den menschlichen Gebrauch. Die Menschheit nutzt diese Technologie bereits seit der Altsteinzeit. Im Jahr 2004 verwendeten rund 70 Länder direkt insgesamt 270 PJ geothermische Heizenergie. Im Jahr 2007 deckten 28  GW geothermische Heizenergie 0,07 % des globalen Primärenergieverbrauchs. ^{[ 4 ]} Der thermische Wirkungsgrad ist hoch, da keine Energieumwandlung erforderlich ist. Die Auslastung ist jedoch tendenziell gering (um die 20 %), da die Wärme hauptsächlich im Winter benötigt wird.

Auch kalter Boden enthält Wärme: Unterhalb von 6 Metern (20 Fuß) beträgt die Temperatur des ungestörten Bodens konstant die mittlere jährliche Lufttemperatur ^{[ 34 ]} , die mit einer Erdwärmepumpe gewonnen werden kann .

Hydrothermale Systeme erzeugen Geothermie durch den Zugang zu natürlich vorkommenden hydrothermalen Reservoiren. Man unterscheidet zwischen dampfdominierten und flüssigkeitsdominierten hydrothermalen Systemen .

Larderello und The Geysers sind dampfdominiert. Dampfdominierte Gebiete bieten Temperaturen von 240 bis 300 °C, die überhitzten Dampf erzeugen.

Flüssigkeitsdominierte Lagerstätten (LDRs) mit Temperaturen über 200 °C sind häufiger anzutreffen und befinden sich in der Nähe von Vulkanen im Pazifik sowie in Riftzonen und Hotspots. Zur Stromerzeugung aus diesen Quellen werden üblicherweise Flash-Kraftwerke eingesetzt. Der aus der Bohrung austretende Dampf reicht aus, um das Kraftwerk zu betreiben. Die meisten Bohrungen erzeugen 2–10 MW Strom. Der Dampf wird mittels Zyklonabscheidern von der Flüssigkeit getrennt und treibt Generatoren an. Kondensiertes Wasser fließt zur Wiedererhitzung/Wiederverwendung zurück in die Bohrung. Das größte Flüssigkeitskraftwerk war 2013 das Cerro Prieto in Mexiko, das 750 MW Strom aus Temperaturen von bis zu 350 °C erzeugt.

Niedertemperatur-LDRs (120–200 °C) benötigen Pumpen. Sie sind in Dehnungsgebieten verbreitet, wo die Erwärmung durch Tiefenzirkulation entlang von Verwerfungen erfolgt, wie beispielsweise im Westen der USA und in der Türkei. In einem Rankine- Kraftwerk durchströmt Wasser einen Wärmetauscher . Das Wasser verdampft ein organisches Arbeitsmedium, das eine Turbine antreibt . Diese Kraftwerke entstanden Ende der 1960er Jahre in der Sowjetunion und sind in neuen Anlagen weit verbreitet. Sie emittieren keine Schadstoffe. ^{[ 12 ] [ 35 ]}

Ein künstliches Geothermiesystem ist ein Geothermiesystem, das von Ingenieuren künstlich geschaffen oder verbessert wurde. Solche Systeme werden in verschiedenen Geothermiegebieten eingesetzt, die zwar heißes Gestein enthalten, aber aufgrund unzureichender natürlicher Reservoirqualität – beispielsweise einer zu geringen Menge an Geofluid oder einer zu geringen Gesteinsdurchlässigkeit bzw. -porosität – nicht wie natürliche hydrothermale Systeme funktionieren. Zu den Arten künstlicher Geothermiesysteme zählen verbesserte Geothermiesysteme , geschlossene oder fortgeschrittene Geothermiesysteme sowie einige Superhot-Rock-Geothermiesysteme . ^{[ 36 ]}

Verbesserte Geothermieanlagen (EGS) injizieren aktiv Wasser in Bohrungen, um es zu erhitzen und anschließend wieder abzupumpen. Das Wasser wird unter hohem Druck injiziert, um vorhandene Gesteinsrisse zu erweitern und so einen freien Wasserfluss zu ermöglichen. Das Verfahren wurde von der Öl- und Gasförderung mittels Fracking adaptiert . Da die geologischen Formationen tiefer liegen und keine giftigen Chemikalien verwendet werden, wird das Risiko von Umweltschäden reduziert. Stattdessen werden Stützmittel wie Sand oder Keramikpartikel eingesetzt, um die Risse offen zu halten und optimale Förderraten zu erzielen. ^{[ 37 ]} Durch Richtbohrungen kann die Größe des Reservoirs erweitert werden. ^{[ 12 ]}

Im Rheingraben bei Soultz-sous-Forêts in Frankreich sowie bei Landau und Insheim in Deutschland wurden EGS im kleinen Maßstab installiert . ^{[ 12 ]}

Geschlossene Geothermieanlagen, umgangssprachlich auch als Advanced Geothermal Systems (AGS) bezeichnet, sind technische Geothermieanlagen, die ein unterirdisches Arbeitsfluid verwenden. Dieses wird im heißen Gesteinsreservoir erhitzt, ohne direkten Kontakt mit Gesteinsporen und -klüften zu haben. Stattdessen verbleibt das Arbeitsfluid in einem geschlossenen Kreislauf tief vergrabener Rohre, die die Erdwärme leiten. Zu den Vorteilen eines tiefen, geschlossenen Geothermiekreislaufs zählen: (1) der Verzicht auf ein Geofluid, (2) die Unabhängigkeit von der Permeabilität oder Porosität des heißen Gesteins und (3) die vollständige Rückführung des zugeführten Arbeitsfluids ohne Verluste. ^{[ 36 ]} Das kanadische Geothermie-Startup Eavor ^™ erprobte sein geschlossenes System in flachen, weichen Gesteinsformationen in Alberta, Kanada. Da sich das System in einem Sedimentbecken befindet, erwies sich der geothermische Gradient als unzureichend für die Stromerzeugung. Das System erzeugte jedoch in den ersten beiden Betriebsjahren erfolgreich rund 11.000 MWh thermische Energie. ^{[ 38 ] [ 39 ]}

Wie bei Wind- und Solarenergie sind die Betriebskosten der Geothermie minimal; die Investitionskosten dominieren. Die Bohrung macht über die Hälfte der Kosten aus, und nicht alle Bohrungen liefern nutzbare Ressourcen. Beispielsweise konnte ein typisches Bohrlochpaar (eines zur Förderung und eines zur Injektion) in Nevada im Jahr 2009 4,5 Megawatt (MW) erzeugen und kostete etwa 10 Millionen US-Dollar in der Bohrung, bei einer Ausfallrate von 20 %, was durchschnittliche Kosten von 50 Millionen US-Dollar für eine erfolgreiche Bohrung ergibt. ^{[ 40 ]}

Das Bohren von Geothermiebohrungen ist aus mehreren Gründen teurer als das Bohren von Öl- und Gasbohrungen vergleichbarer Tiefe:

• Geothermische Reservoire befinden sich üblicherweise in magmatischem oder metamorphem Gestein, das schwerer zu durchdringen ist als das Sedimentgestein typischer Kohlenwasserstoff-Reservoirs.
• Das Gestein ist oft zerklüftet, was Vibrationen verursacht, die Bohrmeißel und andere Bohrwerkzeuge beschädigen.
• Das Gestein ist oft rau, hat einen hohen Quarzanteil und enthält manchmal stark korrosive Flüssigkeiten.
• Das Gestein ist heiß, was den Einsatz von Bohrlochelektronik einschränkt.
• Das Bohrlochfutterrohr muss von oben bis unten zementiert werden, um der Ausdehnung und Zusammenziehung des Futterrohrs bei Temperaturänderungen entgegenzuwirken. Öl- und Gasbohrungen werden üblicherweise nur am Bohrlochgrund zementiert.
• Die Bohrlochdurchmesser sind deutlich größer als bei typischen Öl- und Gasbohrungen. ^{[ 41 ]}

Im Jahr 2007 beliefen sich die Kosten für den Bau von Kraftwerken und die Bohrung von Brunnen auf etwa 2–5 Millionen Euro pro MW elektrischer Leistung, während der Break-Even- Preis bei 0,04–0,10 Euro pro kWh lag. ^{[ 10 ]} Verbesserte Geothermieanlagen bewegen sich tendenziell im oberen Bereich dieser Spanne, mit Investitionskosten von über 4 Millionen US-Dollar pro MW und einem Break-Even-Preis von über 0,054 US-Dollar pro kWh. ^{[ 42 ]}

Zwischen 2013 und 2020 stellten private Investitionen die Hauptfinanzierungsquelle für erneuerbare Energien dar und machten rund 75 % der Gesamtfinanzierung aus. Das Verhältnis von privater und öffentlicher Finanzierung variiert je nach Technologie für erneuerbare Energien und wird von deren Marktattraktivität und Marktreife beeinflusst. Im Jahr 2020 stammten lediglich 32 % der Investitionen in Geothermie aus privaten Quellen. ^{[ 43 ] [ 44 ]}

Im Januar 2024 wurde der Bericht „Sozioökonomische Auswirkungen der Geothermieentwicklung“ des Energy Sector Management Assistance Program (ESMAP) veröffentlicht. Darin werden die erheblichen sozioökonomischen Vorteile der Geothermieentwicklung hervorgehoben, die die von Wind- und Solarenergie deutlich übertreffen, indem schätzungsweise 34 Arbeitsplätze pro Megawatt in verschiedenen Sektoren geschaffen werden. Der Bericht beschreibt detailliert, wie Geothermieprojekte durch praxisorientierte Ausbildung und formale Bildung zur Kompetenzentwicklung beitragen und so die lokale Arbeitskräfte stärken und die Beschäftigungsmöglichkeiten erweitern. Er unterstreicht zudem die partnerschaftliche Zusammenarbeit mit den lokalen Gemeinschaften bei der Geothermieentwicklung , die zu verbesserter Infrastruktur, Qualifizierungsprogrammen und Umsatzbeteiligungsmodellen führt und somit den Zugang zu zuverlässiger Strom- und Wärmeversorgung verbessert. Diese Verbesserungen haben das Potenzial, die landwirtschaftliche Produktivität und die Ernährungssicherheit zu steigern .

Der Bericht geht ferner auf das Engagement für die Förderung der Geschlechtergleichstellung und der sozialen Inklusion ein, indem unterrepräsentierten Gruppen Beschäftigungsmöglichkeiten, Bildung und Ausbildung geboten und ein fairer Zugang zu den Vorteilen der Geothermie gewährleistet wird. Diese Bemühungen tragen maßgeblich zum Wirtschaftswachstum im Inland bei, erhöhen die Staatseinnahmen und fördern stabilere und diversifiziertere Volkswirtschaften. Gleichzeitig bieten sie bedeutende soziale Vorteile wie bessere Gesundheit, Bildung und einen stärkeren gesellschaftlichen Zusammenhalt. ^{[ 45 ]}

Geothermieprojekte durchlaufen mehrere Entwicklungsphasen. Jede Phase birgt Risiken. Viele Projekte werden während der Erkundungs- und geophysikalischen Untersuchungsphasen abgebrochen, da diese für traditionelle Kredite ungeeignet sind. In späteren Phasen kann häufig Eigenkapitalfinanzierung erfolgen. ^{[ 46 ]}

Ein häufiges Problem in Geothermieanlagen tritt auf, wenn sich die Anlage in karbonatreichen Gesteinsformationen befindet. In solchen Fällen lösen die dem Untergrund wärmeabführenden Fluide auf ihrem Weg zur Oberfläche oft Gesteinsfragmente und kühlen dort anschließend ab. Beim Abkühlen der Fluide fallen gelöste Kationen aus, was zur Bildung von Kalkablagerungen führt – einem Phänomen, das als Kalzitablagerung bekannt ist. Diese Kalzitablagerungen können die Durchflussrate verringern und Systemstillstände für Wartungsarbeiten erforderlich machen. ^{[ 47 ]}

Geothermie ist nachhaltig, da die gewonnene Wärmemenge im Vergleich zum Wärmeinhalt der Erde, der etwa dem 100-Milliardenfachen des weltweiten Jahresenergieverbrauchs von 2010 entspricht, verschwindend gering ist. ^{[ 4 ]} Die Wärmeströme der Erde befinden sich nicht im Gleichgewicht; der Planet kühlt sich auf geologischen Zeitskalen ab. Die anthropogene Wärmegewinnung beschleunigt diese Abkühlung nicht.

Brunnen können darüber hinaus als erneuerbar betrachtet werden, da sie das geförderte Wasser zur Wiedererhitzung und erneuten Förderung in das Bohrloch zurückführen, wenn auch bei einer niedrigeren Temperatur.

Die Substitution von Material durch Energie hat in vielen Anwendungsbereichen den menschlichen ökologischen Fußabdruck verringert, und Geothermie birgt das Potenzial für weitere Reduzierungen. Island verfügt beispielsweise über ausreichend Geothermie, um fossile Brennstoffe für die Stromerzeugung zu eliminieren, die Gehwege von Reykjavík zu beheizen und das Streuen von Streusalz überflüssig zu machen. ^{[ 48 ]}

Allerdings müssen die lokalen Auswirkungen der Wärmegewinnung berücksichtigt werden. ^{[ 20 ]} Über Jahrzehnte hinweg senken einzelne Brunnen die lokalen Temperaturen und Wasserstände. Die drei ältesten Standorte in Larderello, Wairakei und den Geysers verzeichneten aufgrund lokaler Erschöpfung eine geringere Fördermenge. Wärme und Wasser wurden in unbestimmten Anteilen schneller entnommen, als sie nachgeliefert werden konnten. Durch eine Reduzierung der Fördermenge und die Zufuhr von zusätzlichem Wasser könnten diese Brunnen ihre ursprüngliche Kapazität wiedererlangen. Solche Strategien wurden an einigen Standorten bereits umgesetzt, die weiterhin erhebliche Mengen an Energie liefern. ^{[ 49 ] [ 50 ]}

Das Kraftwerk Wairakei wurde im November 1958 in Betrieb genommen und erreichte 1965 seine Spitzenleistung von 173 MW . Allerdings verschlechterte sich die Versorgung mit Hochdruckdampf bereits. 1982 wurde die Leistung auf Mitteldruck und 157 MW reduziert. Im Jahr 2005 wurden zwei 8-MW -Isopentansysteme installiert, wodurch die Leistung um etwa 14 MW gesteigert werden konnte. Aufgrund von Umstrukturierungen gingen detaillierte Daten verloren.

Die aus dem Untergrund geförderten Flüssigkeiten enthalten ein Gasgemisch, insbesondere Kohlendioxid ( CO₂).₂), Schwefelwasserstoff ( H₂S ), Methan ( CH₄und Ammoniak ( NH₃)₃Diese Schadstoffe tragen zur globalen Erwärmung , zu saurem Regen und zu üblen Gerüchen bei, wenn sie freigesetzt werden. Bestehende Geothermiekraftwerke emittieren durchschnittlich 122 Kilogramm CO₂ .₂Pro Megawattstunde (MWh) Strom erzeugten sie nur einen Bruchteil der Emissionen fossiler Kraftwerke. ^{[ 51 ]} Einige wenige Kraftwerke emittieren, zumindest in den ersten Betriebsjahren, mehr Schadstoffe als Gaskraftwerke, beispielsweise einige Geothermieanlagen in der Türkei . ^{[ 52 ]} Kraftwerke mit hohen Konzentrationen an Säuren und flüchtigen Chemikalien sind in der Regel mit Abgasreinigungssystemen ausgestattet, um die Abgasemissionen zu reduzieren. Neue, von Eavor entwickelte geschlossene Kreislauftechnologien haben das Potenzial, diese Emissionen auf null zu reduzieren. ^{[ 38 ]}

Wasser aus geothermischen Quellen kann Spuren toxischer Elemente wie Quecksilber , Arsen , Bor und Antimon in Lösung enthalten . ^{[ 53 ]} Diese Chemikalien fallen beim Abkühlen des Wassers aus und können bei Freisetzung Umweltschäden verursachen. Die moderne Praxis, geothermische Fluide zur Produktionssteigerung wieder in die Erde einzuleiten, hat den positiven Nebeneffekt, diese Umweltbelastung zu reduzieren.

Bauarbeiten können die Bodenstabilität beeinträchtigen. Im Wairakei-Feld kam es zu Bodensenkungen . ^{[ 7 ]} In Staufen im Breisgau (Deutschland) traten hingegen tektonische Hebungen auf. Eine zuvor isolierte Anhydritschicht kam mit Wasser in Kontakt und wandelte dieses in Gips um, wodurch sich ihr Volumen verdoppelte. ^{[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]} Verbesserte Geothermieanlagen können im Rahmen des hydraulischen Frackings Erdbeben auslösen . Ein Projekt in Basel ( Schweiz) wurde eingestellt, da in den ersten sechs Tagen der Wasserinjektion über 10.000 seismische Ereignisse mit einer Stärke von bis zu 3,4 auf der Richterskala registriert wurden. ^{[ 57 ]}

Die geothermische Stromerzeugung benötigt nur minimal Land und Süßwasser. Geothermieanlagen benötigen 3,5 Quadratkilometer (1,4 Quadratmeilen) pro Gigawatt elektrischer Produktion (nicht Kapazität), im Vergleich zu 32 Quadratkilometern (12 Quadratmeilen) für Kohlekraftwerke und 12 Quadratkilometern (4,6 Quadratmeilen) für Windparks . [ 7 ^{] Sie verbrauchen} 20 Liter (5,3 US-Gallonen) Süßwasser pro Megawattstunde (MWh), im Vergleich zu über 1.000 Litern (260 US-Gallonen) pro MWh bei Kernkraft, Kohle oder Öl. ^{[ 7 ]}

Die Philippinen begannen 1962 mit der Geothermieforschung, als das philippinische Institut für Vulkanologie und Seismologie die Geothermieregion in Tiwi, Albay, untersuchte . ^{[ 58 ]} Das erste Geothermalkraftwerk der Philippinen wurde 1977 in Tongonan, Leyte , errichtet . ^{[ 58 ]} Die neuseeländische Regierung hatte 1972 einen Vertrag mit den Philippinen zum Bau des Kraftwerks abgeschlossen. ^{[ 59 ]} Durch die Erweiterung des Geothermalkraftwerks Tongonan (TGF) um die Kraftwerke Upper Mahiao, Matlibog und South Sambaloran erreichte es eine Kapazität von 508 MV. ^{[ 60 ]}

Das erste Geothermalkraftwerk in der Tiwi-Region wurde 1979 in Betrieb genommen, zwei weitere folgten 1980 und 1982. ^{[ 58 ]} Das Geothermalfeld von Tiwi liegt etwa 450 km von Manila entfernt . ^{[ 61 ]} Die drei Geothermalkraftwerke in der Tiwi-Region produzieren 330 MW, womit die Philippinen im Vergleich zu den USA und Mexiko beim Ausbau der Geothermie hinterherhinken. ^{[ 62 ]} Die Philippinen verfügen über sieben Geothermalfelder und fördern die Nutzung von Geothermie weiter. Der philippinische Energieplan 2012–2030 sieht vor, bis 2030 70 % des nationalen Energiebedarfs durch Geothermie zu decken. ^{[ 63 ] [ 64 ]}

Laut der Geothermal Energy Association (GEA) wuchs die installierte Geothermiekapazität in den Vereinigten Staaten im Jahr 2013 um 5 % bzw. 147,05 MW. Dieser Zuwachs resultierte aus sieben Geothermieprojekten, die 2012 in Betrieb gingen. Die GEA korrigierte ihre Schätzung der installierten Kapazität aus dem Jahr 2011 um 128 MW nach oben, wodurch sich die installierte Geothermiekapazität in den USA auf 3.386 MW erhöhte. ^{[ 65 ]}

Die Stadtverwaltung von Szeged versucht, ihren Gasverbrauch durch die Nutzung von Geothermie für ihr Fernwärmenetz um 50 Prozent zu senken. Das Geothermalkraftwerk Szeged verfügt über 27 Bohrungen, 16 Heizwerke und 250 Kilometer Verteilungsleitungen. ^{[ 66 ]}

• Weltgeothermiekongress 2010
• Tiefwasserquellenkühlung  – Luftkühlungsmethode
• Die innere Wärmebilanz der Erde  – Erfassung der im Erdinneren erzeugten Wärme
• Energierecht  – Gesetz zur Regelung der Nutzung und Besteuerung von Energie
• Geothermische Aktivität  – Aktivität, die durch unterirdische Wärme entsteht
• Hydrothermalquelle  – Spalte in der Oberfläche eines Planeten, aus der erhitztes Wasser austritt
• Internationaler Geothermieverband  – Gemeinnützige Organisation
• Ozeanische Wärmeenergieumwandlung  – Energiegewinnung aus dem Meer
• Relative Kosten von Strom aus verschiedenen Quellen  – Kostenvergleich verschiedener StromerzeugungsquellenSeiten mit Kurzbeschreibungen der Weiterleitungsziele
• Liste der Themen im Bereich erneuerbare Energien nach Ländern und Gebieten
• Liste der Bergbauzeitschriften
• Neue Bohrtechnologien – Plasma-Tiefbohrtechnologie , hydrothermale Spallation , hydraulischer Bergbau , Laserbohren , Gyrotron .
• Quaise – ein Unternehmen, das ein Millimeterwellen- Bohrsystem zur Umrüstung bestehender Kraftwerke auf die Nutzung von Tiefengeothermie anbietet.
• Thermische Batterie  – Technologien zur Speicherung thermischer EnergieSeiten mit Kurzbeschreibungen der Weiterleitungsziele

• „Die Zukunft der Geothermie“ (PDF) . Internationale Energieagentur (IEA). Dezember 2024. Archiviert (PDF) vom Original am 14. Dezember 2024.
• „Hawaiʻi Groundwater & Geothermal Resources Center“ . Universität von Hawaii in Manoa . 16.07.2023 . Abgerufen am 07.08.2023 .
• „Geothermie im Aufwind :: Die Erde nutzen, um die Erde zu retten“ . www.geothermal.org . Abgerufen am 7. August 2023 .
• Energieeffizienz und erneuerbare Energien – Büro für Geothermie-Technologien
• Homepage der Internationalen Energieagentur zum Thema Geothermie
• NREL – Geothermieforschung
• Diskussion über die Vorteile und Herausforderungen der Geothermie im Jahr 2022
• Barnard, Michael (27.11.2025). „Die Entlarvung des Mythos der Lernkurve: Warum verbesserte Geothermie nicht mit der Kostenentwicklung der Solarenergie mithalten kann“ . CleanTechnica . Abgerufen am 12.12.2025 .