IEA Technology Roadmap Geothermal Heat and Power (2011)

Technologiebeschreibung

2009 waren weltweit geothermische Kraftwerke mit einer elektrischen Gesamtleistung von 11 GW vor allem in Italien, den Vereinigten Staaten und Island in Betrieb. Die IEA Geothermal Heat and Power Technology Roadmap fokussiert sich auf großtechnische Anwendungen innerhalb der Geothermie. Wärmepumpensysteme werden nicht berücksichtigt.

"Tiefe Geothermie" nutzt traditionell die Wärme aus heißen Gesteinsschichten und Aquiferen, welche oftmals durch Magmaströme besonders hohe Temperaturen erreichen können. Dadurch ist die klassische Geothermie an die Randbereiche und Fehlstellen von tektonischen Platten gebunden. Weiterführende Anlagentechnik (Enhanced Geothermal Systems - EGS), die die gezielte Erschließung von ansonsten ungenutzten Wärmequellen ermöglicht, wird die lokale Verfügbarkeit deutlich erhöhen. Geothermische Kraftwerke sind aufgrund ihrer Grundlastfähigkeit besonders attraktiv für zukünftige Energieversorgungskonzepte.

Entwicklungspotential

Bis 2050 ist zu erwarten, dass die Wärmequellen nahezu der Hälfte aller Geothermiekraftwerke mittels EGS-Technologien erschlossen wurden. Bei den konventionellen Anlagen werden rund zwei Drittel über Hochtemperaturlagerstätten verfügen. Insgesamt wird die elektrische Kraftwerksleistung weltweit bei 200 GW liegen.

Abbildung 1 bietet eine Übersicht in welchen Regionen - gemäß dem BLUE Map Szenario der Internationalen Energieagentur (IEA) - Geothermiekraftwerke ein hohes Potential haben.

Vor allem in Asien und Nordamerika werden Geothermiekraftwerke eine wichtige Rolle in der elektrischen Energieversorgung einnehmen. Insgesamt ist zu erwarten, dass global gesehen 3,5% des 2050 generierten Stromes aus geothermischen Kraftwerken stammt.

Wesentlich bei der Geothermie ist die Möglichkeit der direkten Nutzung der gewonnenen Wärme. Bestehende Nah- und Fernwärmenetze, die bisher mit fossilen Brennstoffen beheizt werden, können durch Erschließung von geothermischen Quellen weiter betrieben werden. Dies wird vor allem in jenen Regionen relevant sein, in denen für die elektrische Energieversorgung auch andere Energieträger zur Verfügung stehen oder ein entsprechend hoher Heizwärmebedarf abzudecken ist. Vor allem in Europa, Nordamerika, Indien und China wird eine direkte thermische Nutzung der gewonnenen Geothermie eine wichtige Rolle einnehmen, wie in Abbildung 2 ersichtlich ist.

Kostenreduktionen sind vor allem durch verbesserte Bohrtechniken und verminderte Fündigkeitsrisken zu erwarten. Durch steigende Strompreise werden Hochtemperaturlagerstätten ("high temperatur flash plants") bereits 2020 wirtschaftlich erschlossen werden können. Niedertemperaturlagerstätten ("low temperature binary plants") folgen 2030. Eine Übersicht über die zu erwartende Kostenentwicklung gibt Abbildung 3.

Forschungsmeilensteine

Wesentliche Forschungsschwerpunkte sind die Optimierung der Bohrtechnik und Exploration, im Speziellen die Erfassung der weltweit verfügbaren Lagerstätten. Weiters stehen EGS-Technologien, die Nutzung von überkritischen Flüssigkeiten und die gleichzeitige Bereitstellung von Strom und Wärme im Mittelpunkt.

Quelle

Im Volltext der Roadmap finden sich ein Überblick über den aktuellen Entwicklungsstand, ökologische und ökonomische Betrachtungen sowie detaillierte Aussagen zu Forschungsmeilensteinen und zielführenden Maßnahmen.