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Referat: Geothermische Energie

Alles zu Regenerative Energien

Island verlegt sich auf geothermische Energie


WAS kann ein Land wie das im Nordatlantik gelegene Island unternehmen, wenn es bei der Energieversorgung nicht auf eigene Brennstoffreserven — Erdöl, Kohle oder Naturgas — zurückgreifen kann? Ein Werbespruch lautet hier: „Kaufe und gebrauche isländische Erzeugnisse!“ Auf Island hat man sich bei der Lösung des Energieproblems an dieses Motto gehalten. Obwohl man die immense Wasserkraft mehrerer Flüsse nutzt, konnten die Ölimporte noch nicht hinreichend eingeschränkt werden. Bei der Suche nach einer anderen wirtschaftlichen Energiequelle richtete sich die Aufmerksamkeit auf Islands uralten Feind, den Vulkanismus. Könnte man die enorme Energie des Vulkanismus nutzbar machen — nicht direkt einen Vulkanausbruch, aber das wichtigste Nebenprodukt vulkanischer Tätigkeit, die geothermische Energie? Tätige Vulkane speien flüssige Lava aus, doch die riesigen Wärmefabriken im Untergrund sind auch erkennbar an heißen Schlammtümpeln, an Geysiren, heißen Quellen und am Ausstoß von Dampf. Island hat unterirdische Reserven an heißem Wasser, das sich sofort in Dampf verwandelt, sobald es angezapft wird und die kalte Luft an der Erdoberfläche erreicht. Der Dampf wiederum ist eine hervorragende Form umweltfreundlicher und wirtschaftlicher Energie. Island ist eine Insel des Unterwassergebirgszuges, der als Mittelatlantische Schwelle bezeichnet wird. Entlang dem Rücken dieser aktiven Zone der Verwerfungen und des Vulkanismus, die mitten durch Island verläuft, liegen 17 bekannte Felder hoher Temperatur. In diesen Bereichen gibt es riesige Mengen überhitzten Wassers, das im Gestein der Erde eingeschlossen ist. Wie heiß ist solches Wasser? Die höchste gemessene Temperatur beträgt rund 340 °C. Wenn das überhitzte Wasser mit der Luft an der Erdoberfläche in Berührung kommt, bildet es unter ohrenbetäubendem Lärm eine Dampfwolke. Der Dampf kann zum Antreiben einer Turbine und somit zur Erzeugung von Strom genutzt werden. Wie Islands Energiebehörde schätzt, könnte durch eine vollkommene Ausnutzung dieser Wärmevorkommen in den geothermischen Feldern hoher Temperatur eine ständige elektrische Leistung von 10 000 Megawatt erreicht werden. Zieht man in Betracht, daß Island nur etwa 500 Megawatt verbraucht, beginnt man das Ausmaß der Energie zu erkennen, die in diesem kleinen Land noch brachliegt. Außer den Feldern hoher Temperatur gibt es noch sehr nützliche Bereiche niedriger Temperatur, in denen Warmwasser vorkommt. Zwar ist das Wasser mehr als badewarm, doch reichen die Temperaturen von 80 °C bis 140 °C für die Stromerzeugung nicht aus, wohl aber für die Versorgung von Wohn- und Industriegebäuden. Zum Beispiel haben die Hauptstadt Reykjavik und mehrere Gemeinden ihrer Umgebung Heizungssysteme aufgebaut und an die geothermischen Felder niedriger Temperatur angeschlossen, die sich unter diesen Siedlungsgebieten befinden.
Geschichte der Erschließung geothermischer Energie auf Island
Anfang des 20. Jahrhunderts dachte kaum einer daran, die heißen Naturquellen des Landes zu irgend etwas anderem als einem gelegentlichen Bad im Freien zu nutzen. Die Bewohner von Reykjavik gingen fast eine Stunde zu Fuß, um an einer heißen Quelle bei Thvottalaugar ihre Wäsche zu waschen. 1928 wurde bei Thvottalaugar eine Bohrung niedergebracht, aus der Wasser mit einer Temperatur von 87 °C fließt. Über eine drei Kilometer lange Fernleitung wurde es in einige öffentliche Gebäude und Wohnbauten geleitet. Da sich dieser Versuch mit einer kommunalen Zentralheizung als erfolgreich erwies, begann man nach mehr Heißwasservorkommen zu suchen. Ein großes Vorkommen entdeckte man 1933 bei Reykir, 15 Kilometer von der Stadt entfernt, und 1939 wurde zwischen Reykir und Reykjavik eine Fernleitung verlegt. 1943 waren schon die meisten bewohnten Gebiete von Reykjavik an das Verteilernetz angeschlossen. Im gleichen Jahr wurde in dieser Stadt der Hitaveita oder Fernheizungsdienst eingerichtet. Er begann mit einer Förderleistung von 200 Litern pro Sekunde. Heute können mehr als 2 000 Liter pro Sekunde gefördert werden, was einer thermischen Energie von 420 Megawatt entspricht. Fünfundzwanzig Prozent dieses immensen Vorkommens stammen aus tiefen Quellen direkt in Reykjavik. Man plant eine zusätzliche Ausdehnung durch die Erschließung weiter entfernter Felder sowie tieferer Quellen. Sogar in Reykjavik (84 000 Einwohner) plant der Hitaveita zehn neue Bohrungen in 2 000 bis 3 000 Meter Tiefe.
Die Vorteile geothermischen Heizens
Das geothermische Heizen hat in umweltbewußten Bevölkerungskreisen viele Freunde gefunden. In den meisten modernen Städten fordert die Verschmutzung ihren Tribut von der Umwelt und somit von allen lebenden Organismen. Reykjavik war auch einmal eine rauchverschmutzte Stadt, doch die Zeiten haben sich geändert. Dank der Nutzung umweltfreundlicher und wirtschaftlicher geothermischer Energie ist diese Stadt frei von der lebensfeindlichen Verschmutzung, die durch das Verheizen fossiler Brennstoffe entsteht. Heute gilt sie weltweit als die „rauchfreie Hauptstadt“. Die Nutzung geothermischer Energie erfordert einen weit geringeren Kostenaufwand als die Verbrennung importierten Heizöls für die Erzeugung von Wärme oder Strom. Zum Beispiel würde ein Wohngebäude mit einem jährlichen Energieverbrauch von 40 000 Kilowatt eine Erdölmenge im Wert von 324 300 isländischen Kronen (1 273 US-Dollar) verbrauchen, während bei geothermischer Energieversorgung die jährlichen Gesamtkosten bis auf 88 310 isländische Kronen (347 US-Dollar) gesenkt werden können. Ebenfalls ein wesentlicher Faktor bei der Beheizung von Wohngebäuden mit heißem Quellwasser ist die Einfachheit. Die Heißwasserleitungen werden gut isoliert, damit keine wertvolle Wärme verlorengeht. Jeder Haushalt hat einen Heißwasserzähler, der immer in Verbindung mit dem Stromzähler abgelesen wird. Das gleiche Wasser ist auch für andere „häusliche“ Zwecke ausreichend sauber, so daß man es direkt aus der Leitung zum Baden, zum Waschen und in eingeschränktem Maße zum Kochen verwenden kann. Was hältst du von der Möglichkeit, in jeder beliebigen Jahreszeit in einem beheizten Freibad schwimmen zu können? Die Stadt Reykjavik unterhält zwei solche Freibäder, so daß man bei der angenehmen Temperatur von 26 °C schwimmen kann, ganz gleich, wie niedrig die Lufttemperatur ist. Wo einst bei Thvottalaugar die Waschstelle war, befindet sich heute das Laugardalur-Schwimmbad. Ein anderes außergewöhnliches Merkmal von Laugardalur sind vier Sitzbecken, jedes mit einer eigenen, gleichbleibenden Temperatur. In jedem Becken können bis zu fünfzehn Personen sitzen und sich bei einer Temperatur zwischen 32 °C und 45 °C im Wasser entspannen. Personen, die an Rheuma und anderen Formen von Entzündungen leiden, empfinden den täglichen Besuch der heißen Bäder als Wohltat. Kein Wunder, daß diese gesundheitsfördernden Einrichtungen bei den Stadtbewohnern und bei Besuchern gleichermaßen beliebt sind! Die Einwohner Reykjaviks bezahlen für den Eintritt nur 120 isländische Kronen (0,47 US-Dollar); für Kinder und ältere Personen gilt ein ermäßigter Preis; für Körperbehinderte ist es kostenlos.
Kommt die geothermische Energie der Landbevölkerung zugute?
Wie steht es mit den anderen 100 000 Einwohnern, die verstreut in den vielen Kleinstädten, Dörfern und Gehöften wohnen? Kann auch ihr Energiebedarf durch die Nutzung irgendeiner Form geothermischer Energie gedeckt werden? Die nationale Energiebehörde schätzt, daß sich in naher Zukunft 70 Prozent der Bevölkerung geothermische Heizmethoden zunutze machen werden, weil die gegenwärtigen Kosten für anderweitige Energiequellen so hoch sind. Die elektrischen Heizungen der übrigen 30 Prozent der isländischen Bevölkerung werden dann mit preiswertem Strom versorgt, der nicht aus Brennstoffen, sondern auf dem wirtschaftlicheren geothermischen Weg erzeugt wird. Der neue Hitaveita Sudurnesja (Fernheizungsdienst von Sudurnes) ist seit Ende 1976 tätig. Durch diese Einrichtung sollen eines Tages die Wohnungen von 11 000 Personen mit geothermischer Heizungsenergie versorgt werden. Akureyri, die größte Stadt im Norden (12 000 Einwohner), und mehrere Dörfer haben bereits kommunale Heizungssysteme entwickelt. Die Aussicht, daß einige Dörfer entlang der Westfjorde an Heißwasserleitungen angeschlossen werden, scheint ebenfalls vielversprechend zu sein.

Geothermische Kraftwerke
Dampf aus geothermischen Feldern hoher Temperatur für die Stromerzeugung zu nutzen ist eine schwierige Aufgabe, erfordert sie doch die Anwendung modernster Technologie. Ein solches Kraftwerk steht in der Nähe des schönen Mývatn-Sees. Dadurch, daß es bereits seit seiner Inbetriebnahme im Jahre 1969 mit einer Leistung von drei Megawatt arbeitet, hat es seine Zuverlässigkeit unter Beweis gestellt. Gegenwärtig befindet sich eine zweite dampfelektrische Anlage am Fuß des Berges Krafla im Bau. Man plant, den Dampf durch viele 1 500 bis 2 000 Meter tiefe Bohrungen in einem 35 Quadratkilometer großen geothermischen Feld anzuzapfen. Der Dampfstrom aus diesem Feld hat bereits 340 °C überschritten und gibt somit den Ingenieuren die Hoffnung, daß man später mit der Anlage rund 70 Megawatt Strom erzeugen kann. Trotz gelegentlicher Lava- und plötzlicher, unkontrollierbarer Dampfausbrüche geht der Kraftwerkbau am Krafla unaufhaltsam seiner Vollendung entgegen. Obwohl solchen Kraftwerken von manchen eine ausgezeichnete Zukunft prophezeit wird, müssen sie in der Nähe, wenn nicht oberhalb, geothermischer Felder hoher Temperatur gebaut werden, um Spitzenleistungen erzielen zu können. Also sehen wir, daß mit dieser Art der Stromerzeugung ein beträchtliches Risiko verbunden ist. Nur die Zeit wird zeigen, ob das jüngste Kraftwerkprojekt am Krafla eine erfolgreiche Möglichkeit der Nutzung geothermischer Dämpfe sein und damit das Risiko rechtfertigen wird.
Aus heißem Gestein Energie gewinnen
Island entwickelt jetzt eine Methode zur Erschließung einer anderen Wärmeenergiequelle — heiße Lavamassen. Für die Bewohner der Westmännerinseln vor Islands Südwestküste scheint das die beste Energiequelle zu sein. Wie es aussieht, gibt es auf diesen Inseln keine Naturquellen, aus denen Heißwasser in ausreichender Menge fließt, und somit bleibt keine andere Wahl, als sich dem Vulkan und seinem Nebenprodukt, der heißen Lava, zuzuwenden. Anfang 1973 waren die 5 500 Einwohner von Heimaey gezwungen, die Insel zu räumen, nachdem direkt vor der Stadt eine Erdspalte aktiv geworden war. Binnen weniger Wochen war ein Drittel der Stadt von der Lava des neuentstandenen Vulkans verschüttet. Die Lavaausbrüche hörten nach mehreren Monaten auf, und die Evakuierten begannen zur Insel zurückzukehren, um den Schutt wegzuräumen und wieder ein geregeltes Leben zu führen. Was wäre näherliegend, als nach Möglichkeit die Wärme ihres neuentstandenen Feindes zu nutzen? Die Energie der Lavamassen auf Heimaey kann erschlossen und für die Beheizung der Gebäude in der Stadt genutzt werden. Aus Rohren, die in die frische Lava versenkt wurden, strömen Dampf und auch Gase an die Oberfläche, die dann das Wasser im städtischen Heizungssystem aufheizen. Das Wasser dieses vollständig geschlossenen Kreislaufs strömt mit einer Temperatur von 80 °C in das Heizungssystem von Heimaey und wird zum Aufheizen zurückgeleitet, sobald es auf 40 °C abgekühlt ist. Man plant, in kurzem alle Häuser der Stadt an dieses neue System anzuschließen. Experten glauben, daß man die Rohre, wenn die oberen Lavaschichten eines Tages abkühlen sollten, immer tiefer in die Lava versenken kann, bis man auf genügend große Wärmevorkommen stößt. Wie man glaubt, werden die Bewohner der Westmännerinseln viele Jahrzehnte Nutznießer des Hraun-hitaveita (Lava-Fernheizungsdienst) sein können, bevor sich die Lava so weit abgekühlt hat, daß die Nutzung unrentabel wird.

Für Gewächshäuser
In einem so weit im Norden gelegenen Land wie Island sind durch das Klima und die kurze Vegetationsperiode die Anbaumöglichkeiten beträchtlich eingeschränkt. Deshalb kann man nur wenige Pflanzenarten erfolgreich im Freien anbauen. Doch dank der geothermischen Energie sind die Isländer nicht an herkömmliche Methoden gebunden. Zur Zeit werden Gewächshauskulturen auf einer Gesamtfläche von annähernd 14 Hektar mit Wärme versorgt. So können Tomaten, Gurken und viele Blumenarten in einem normalerweise ungünstigen Anbaugebiet gezogen werden. Ebenso kann man andere Pflanzen anbauen, und zwar in bestimmten Gebieten Islands, wo der Boden schon auf natürliche Weise — selbstverständlich durch geothermische Energie — aufgeheizt wird.
Inhalt
Ausführliches Referat im Fach Erdkunde über "Geothermische Energie".

Gliederung:
- Island verlegt sich auf geothermische Energie
- Geschichte der Erschließung geothermischer Energie auf Island
- Die Vorteile geothermischen Heizens
- Kommt die geothermische Energie der Landbevölkerung zugute?
- Geothermische Kraftwerke
- Aus heißem Gestein Energie gewinnen
- Für Gewächshäuser

(Erdkunde, ) (1751 Wörter)
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10.01.2006 von unbekannt
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