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Geothermie
Die Geothermie umfasst die Wärmegewinnung aus dem Erdreich, Gewässern sowie der Umgebungsluft. Es lassen sich folgende Nutzungsarten unterscheiden:
- Wärmenutzung mit Wärmepumpen: Mit Wärmepumpen wird die Wärme mit einem niedrigen Temperaturniveau genutzt. Es handelt sich dabei um die Wärme der Umgebungsluft sowie des oberflächennahen Grundwassers und Erdreichs. Im Jahr 2019 wurden daraus gemäss Gesamtenergiestatistik 5,0 TWh/a gewonnen. Gemäss der Statistik der geothermischen Nutzung in der Schweiz stammten 2,4 TWh/a davon von Erdwärmesonden und 0,4 TWh/a aus dem Grundwasser. Die verbleibenden 2,2 TWh/a entfielen auf die Umgebungsluft.
- Direkte Wärmenutzung: Für die direkte Wärmenutzung kommen Wärmeträger mit einem höheren Temperaturniveau in Frage. Ihr Beitrag zur Wärmeerzeugung ist bescheiden. Mit 216 GWh/a stammt der allergrösste Beitrag aus der Nutzung von Thermalwasser. Hinzu kamen im Jahr 2019 noch 5 GWh/a aus der Anlage Riehen, welche aufgrund von technischen Problemen nur in beschränktem Umfang produzieren konnte.
- Stromerzeugung: Es existierte im Jahr 2019 in der Schweiz kein Geothermiekraftwerk zur Stromerzeugung.
Das Produktionspotenzial für Wärmepumpen grundsätzlich unbeschränkt. Die Anzahl installierbarer Wärmepumpen wird durch das geothermische Produktionspotenzial nicht eingeschränkt.
Analoges gilt für die direkte Erdwärmenutzung und die geothermische Stromerzeugung. In der Studie Erneuerbare Energien und neue Nuklearanlagen kommt das PSI zum Schluss, dass in der Schweiz sehr grosses Potenzial zur geothermischen Stromerzeugung existiert (35 PWh/a Strom zu Preisen von weniger als 100 CHF/MWh), weist aber einschränkend darauf hin, dass die kostenbezogenen Unsicherheiten ausschlaggebend für die zukünftige Realisierung von Geothermiekraftwerken sein werden.
Ausbaupotenzial der Geothermie
In Tabelle 1 sind die schweizerischen Tiefengeothermieprojekte der letzten Jahre zusammengestellt. Mit Ausnahme des Projektes Riehen aus dem Jahr 1994 war seither kein einziges der Projekte erfolgreich. Die Gründe für die Projektabbrüche waren: Erhöhte Seismizität beim Projekt Basel, unzureichende Wasserzufuhr beim Projekt Triemli (das Bohrloch wurde anschliessende als tiefe Erdwärmesonde umgenutzt), unzureichende Wasserzufuhr, hoher Gaszutritt und erhöhte Seismizität beim Projekt St. Gallen und unzureichendem Wasserzufluss beim Projekt Lavey-les-Bains.
|Projekt||Status||Typ||Th. Pro-|
duktion
[GWh/a]
|El. Pro-|
duktion
[GWh/a]
|Bohr-|
teufe
[m]
|Tempe-|
ratur
[⁰C]
|Invest.-|
kosten
[Mio. CHF]
|Spez.|
Kosten
[CHF/MWh/a]
|Riehen||Betrieb||HT||23.3||–||1’500||67||–||–|
|Basel||Abbruch||PT||112.2||18.7||5’000||200||80||4’278|
|Triemli||Betrieb||EB||0.8||–||2’700||97||20||–|
|St. Gallen||Abbruch||HT||65.5||9.4||4’000||140||76||8’128|
|Lavey les Bains||Sistiert||HT||15.5||4.6||3’000||110||40||8’696|
|geo2riehen||Projekt||HT||20.0||–||1’500||67||20||–|
Bei der der direkten Geothermienutzung wird von der Weiterführung der bisherigen Nutzung ausgegangen. Aufgrund der geringen Erfolgsrate und den hohen Kosten der Bohrungen ist keine Produktionsausweitung zu erwarten, insbesondere auch weil sie für die Verteilung der gewonnenen Wärme teure Fernwärmenetze nötig sind.
Die Energieperspektiven 2050+ gehen von einem Stromerzeugungspotenzial der Tiefengeothermie von 2 TWh/a aus. Im Unterschied dazu wird angesichts der geringen Erfolgsquote der Tiefbohrungen und der noch im Versuchsstadium befindlichen Technologie, für die vorliegende Abschätzung kein Ausbaupotenzial angenommen.
Kosten der Geothermie
Die spezifischen Investitionskosten bewegen sich bei den in Tabelle 8 aufgeführten Projekten zwischen rund 4’300 CHF/(MWh pro Jahr) und 8’700 CHF/(MWh pro Jahr) für den erzeugten Strom. Als Nutzungsdauer für einen Reservoirbereich in der Tiefe wird von 30 Jahren ausgegangen. Bei einem Realzins von 1,6% und Betriebskosten von 2,5% der Investitionskosten ergibt sich ein Strompreispreis zwischen 289 CHF/MWh und 585 CHF/MWh.
Akzeptanz der Geothermie
Geothermiekraftwerke beeinträchtigen die Landschaft nur wenig. Um die anfallende Wärme verteilen zu können, werden Geothermiebohrungen meist im Einzugsbereich von bestehenden Fernwärmenetzen abgeteuft. Solche Gebiete sind in der Regel dicht besiedelt, was für die Akzeptanz der Technologie in der Bevölkerung nicht förderlich ist. Insbesondere die petrothermale Tiefengeothermie stösst auf Widerstand. Sie beruht gleich wie die Gewinnung von Schiefergas auf der sogenannten Frackingtechnologie bei deren Anwendung die Kontamination des Grundwassers sowie die Auslösung von Erdbeben befürchtet werden.