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Erdwärme
Geothermie ist die in Form von Wärme fließende Energie ab 6 m unter der Geländeoberfläche (VDI-Richtlinie 4640).
Umgangssprachlich wird auch die Nutzung dieser Energie als Geothermie bezeichnet. Im Vergleich zu fast allen anderen
regenerativen Energien ist sie abgesehen von oberflächennahen Bereichen nicht ursprünglich auf eingestrahlte Sonnenenergie
zurückzuführen.
Die Erde besitzt einen Radius von ca. 6.370 km und wird im äußeren
Erdkern (flüssig, ca 2.200 km), inneren Erdkern (fest, ca. 1.270), Erdmantel
(ca. 2.900 km) und Erdkruste (kontinentale Kruste 30-70 km, ozeanische
Kruste 7-13 km) unterteilt. Die chemischen Hauptkomponenten sind
vermutlich - da bislang überwiegend nur seismologisch ermittelt - im
Erdkern das Eisen und im Erdmantel Silikate. Geophysiker gehen
zunehmend davon aus, dass der äußere Erdkern großenteils flüssig ist
(Schmelze unter hohem Druck und hoher Temperatur) und einer
andauernden Strömung unterliegt. Diese Strömung könnte sowohl für das
Erdmagnetfeld als auch die Phänomene an der Erdkruste (Plattentektonik,
Vulkanismus ect.) verantwortlich sein.
Als Ursache dieser Strömung scheint der Zerfall radioaktiver Isotope als Wärmequelle am wahrscheinlichsten zu sein. Möglicherweise
leistet auch ein Rest der so genannten "Ursprungswärme" einen Beitrag zur Erdtemperatur. Hierunter wird Wärmeenergie verstanden,
die bei der Erdentstehung durch Kontraktion freier Materie entstanden ist und im Erdinneren eingeschlossen wurde. Im Erdmantel
findet eine Konvektion der unter Hitze und Druck plastisch gewordenen Gesteine statt, die somit einen Wärmetransport bewirken,
obgleich sie selbst schlechte Wärmeleiter sind.
Die Temperaturen im Erdinneren betragen nach Schätzungen über 5.000 °C. Der nach außen gerichtete Wärmestrom weist an der
Erdoberfläche mit einem Energiegehalt von ca. 0,06 W/m2 eine Energiedichte auf, die derzeit technisch nicht nutzbar ist. Das Erdreich
wird bis ca. 0,30 m Tiefe durch Tagesschwankungen der Lufttemperatur beeinflusst und bis ca. 6 m durch Jahresschwankungen der
Lufttemperatur. Ohne diese Beeinflussungen würde die Erdoberfläche die Jahresmitteltemperartur des jeweiligen Standortes
aufweisen und mit zunehmender Tiefe einen Temperaturanstieg von ca- 3-4 °C pro 100 m Tiefe zeigen. Die Höhe des
Temperaturanstiegs ist abhängig von der Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit bzw. von der Boden- oder Gesteinsart, der Feuchte
und Porosität.
Erdwärme kann für unsere Zeitrechnung als unbegrenzt verfügbar betrachtet werden. Sie steht überall ganzjährig zur Verfügung, und
ihre Nutzung wird nun mit dem patentierten GEOHIL- Verfahren ökonomisch konkurrenzfähig.