Geothermische Tiefenstockwerke und der Paradigmenwechsel durch Closed-Loop-Systeme
Ein Vergleich mit der klassischen Tiefengeothermie
Die Geothermie gewinnt im Zuge der Wärmewende zunehmend an Bedeutung. Der Bedarf an klimaneutraler Wärme, die Dekarbonisierung industrieller Prozesse und der Umbau kommunaler Fernwärmesysteme rücken die Nutzung der im Untergrund gespeicherten Energie in den Mittelpunkt energiepolitischer Strategien. Gleichzeitig entstehen neue technologische Ansätze, die grundlegende Annahmen der klassischen Tiefengeothermie hinterfragen. Besonders deutlich wird dies am Beispiel des kanadischen Unternehmens Eavor und dessen Bohrverfahren „Closed-Loop“. Mit den Projekten Geretsried und Hannover verfolgt Eavor das Ziel, geothermische Energie unabhängig von natürlichen Thermalwasserreservoiren nutzbar zu machen.
Damit stellt sich eine zentrale Frage:
Welche Rolle spielt die natürliche Permeabilität des Untergrunds künftig noch für die wirtschaftliche Nutzung tiefer geothermischer Ressourcen?
Der Untergrund als mehrstöckiger Nutzungsraum
In der wissenschaftlichen Geologie dominieren Begriffe wie Reservoir, Aquifer oder Nutzungshorizont. Dennoch findet sich der Begriff des „Tiefenstockwerks“ sowohl beim Umweltbundesamt als auch in der Diskussion um die unterirdische Raumplanung. Der Begriff beschreibt anschaulich die vertikale Staffelung geothermischer Potenziale.
Mit zunehmender Tiefe steigen die Temperaturen und damit die energetische Wertigkeit der Ressource. Gleichzeitig nehmen jedoch Bohrkosten, technische Anforderungen und Investitionsrisiken zu.
| Stockwerk | Tiefe | Temperatur | Typische Nutzung | Wirtschaftliche Logik |
| Oberes Stockwerk | 0–400 m | 8–20 °C | Wärmepumpen, Erdsonden | geringe Investitionen |
| Mittleres Stockwerk | 400–1.500 m | 20–60 °C | Quartiers- und Nahwärme | höhere Bohrkosten |
| Tiefes Stockwerk | 1.500–4.000 m | 60–150 °C | Fernwärme, Industrie | hohe Vorinvestitionen |
| Sehr tiefes Stockwerk | >4.000 m | >150 °C | Strom und Wärme | große Wärmemärkte erforderlich |
Aus dieser Staffelung ergibt sich eine grundlegende ökonomische Logik: Je tiefer ein geothermisches Stockwerk erschlossen wird, desto größer müssen Investitionskraft, Abnahmesicherheit und Wärmemarkt sein.
Die klassische Tiefengeothermie
Die heute dominierende Form der Tiefengeothermie basiert auf hydrothermalen Reservoiren. In großer Tiefe zirkuliert natürlich erwärmtes Thermalwasser durch durchlässige Gesteinsformationen. Dieses Wasser wird gefördert, energetisch genutzt und anschließend wieder in den Untergrund zurückgeführt.
Die Wirtschaftlichkeit eines solchen Systems hängt von drei Faktoren ab:
- Temperatur des Reservoirs
- Permeabilität des Gesteins
- Größe des Wärmemarktes
Die Temperatur bestimmt die energetische Qualität des Reservoirs. Die Permeabilität entscheidet darüber, ob ausreichend Thermalwasser gefördert werden kann. Der Wärmemarkt bestimmt, ob sich die Investitionen amortisieren.
Die klassische Geothermie folgt damit einer einfachen Grundgleichung:
Temperatur × Permeabilität × Wärmemarkt = wirtschaftliche Geothermie
Die Permeabilität bildet dabei das eigentliche Nadelöhr. Viele Regionen verfügen über ausreichend hohe Temperaturen, besitzen jedoch keine ausreichend durchlässigen wasserführenden Strukturen. Zahlreiche Projekte scheiterten in der Vergangenheit nicht an fehlender Wärme, sondern an unzureichenden Fördermengen.
Die klassische Tiefengeothermie ist deshalb in erster Linie eine Reservoirindustrie. Der wirtschaftliche Erfolg hängt wesentlich von der Qualität des natürlichen geologischen Systems ab.
Der Closed-Loop-Ansatz
Mit dem Projekt Geretsried verfolgt Eavor einen grundlegend anderen Ansatz. Anstelle eines natürlichen Thermalwasserreservoirs wird ein geschlossener unterirdischer Kreislauf geschaffen. Mehrere vertikale und horizontale Bohrungen bilden ein geschlossenes System, in dem ein Wärmeträger zirkuliert und Wärme direkt aus dem umgebenden Gestein aufnimmt. Der entscheidende Unterschied besteht darin, dass kein natürlich vorhandenes Thermalwasser benötigt wird. Dadurch verändert sich die zentrale Fragestellung.
Die klassische Geothermie fragt: Wo befindet sich ein ausreichend durchlässiges Reservoir?
Der Closed-Loop-Ansatz fragt: Wo befindet sich ausreichend heißes Gestein?
Die natürliche Permeabilität verliert dadurch einen großen Teil ihrer bisherigen Bedeutung. Damit verschiebt sich der Schwerpunkt von der Geologie hin zur Bohr- und Ingenieurtechnik.
Geretsried – Der technologische Nachweis
Im technischen Update vom Mai 2026 wird der bisherigen Projektverlauf in Geretsried als entscheidender Meilenstein für die Entwicklung der Closed-Loop-Geothermie beschrieben. Die strategische Aussage dahinter ist weitreichend. Wenn geothermische Energie künftig nicht mehr von natürlichen Aquiferen abhängt, könnten deutlich größere Teile des Untergrunds für die Energiegewinnung erschlossen werden.
Geretsried besitzt dabei eine besondere Symbolik. Das Gebiet galt lange als schwieriger Standort für klassische hydrothermale Projekte. Aus Sicht der traditionellen Geothermie stellte dies einen Nachteil dar. Genau diese Situation war ein „provokanter“ Ausgangspunkt eines neuen technologischen Praxisversuchs. Nach aktuellem Stand können mehrere Aussagen als technisch nachgewiesen gelten:
| Aussage | Bewertung |
| Geschlossene Tiefengeothermie-Systeme sind technisch realisierbar | nachgewiesen |
| Mehrfach verzweigte Tiefbohrungen lassen sich verbinden und betreiben | nachgewiesen |
| Thermalwasser ist nicht zwingend erforderlich | nachgewiesen |
| Das klassische Fündigkeitsrisiko wird deutlich reduziert | nachgewiesen |
| Langfristige thermische Leistung über Jahrzehnte | noch zu bestätigen |
| Wirtschaftlichkeit im globalen Maßstab | noch zu bestätigen |
| Universelle Anwendbarkeit weltweit | Zielsetzung |
Geretsried beantwortet damit die technische Frage der Machbarkeit. Offen bleiben weiterhin Fragen nach Langzeitverhalten, Skalierbarkeit und Kostenentwicklung.
Hannover – Der Markttest
Während Geretsried als „Strom“-Projekt den technologischen Nachweis liefert, besitzt das Projekt Hannover als „Wärme“-Projekt eine andere Bedeutung. Hier steht nicht die Demonstration der Technologie im Vordergrund, sondern ihre Integration in einen realen Wärmemarkt.
Gemeinsam mit dem kommunalen Energieversorger enercity werden zwei Closed-Loop-Systeme mit einer geplanten Gesamtleistung von 30 MW thermischer Energie erstellt. Die Anlage soll jährlich rund 250 GWh klimaneutrale Wärme erzeugen und damit etwa 15 bis 20 Prozent des Fernwärmebedarfs der Landeshauptstadt Hannover decken.
Damit verändert sich die Perspektive grundlegend.
Geretsried beantwortet die Frage: Funktioniert die Technologie?
Hannover beantwortet die Frage: Ist ein großer Wärmenetzbetreiber bereit, einen relevanten Teil seiner langfristigen Grundlastversorgung auf diese Technologie zu stützen?
Die Bedeutung des Projektes liegt deshalb weniger im technischen Detail als in der Marktentscheidung eines etablierten kommunalen Versorgers. Die Beteiligung von enercity kann als Indikator dafür verstanden werden, dass die Technologie eine professionelle technische, wirtschaftliche und regulatorische Bewertung durchlaufen hat.
Darüber hinaus verdeutlicht Hannover einen weiteren Aspekt der Closed-Loop-Geothermie. Während viele erneuerbare Wärmequellen wetter- oder saisonabhängig sind, verfolgt die Technologie den Anspruch einer kontinuierlichen, grundlastfähigen Wärmeerzeugung. Für die Transformation großer Fernwärmesysteme ist diese Eigenschaft von besonderer Bedeutung.
Zugleich zeigt Hannover, dass sich die Logik der Standortwahl verändern könnte. Traditionell mussten Wärmenetze dort entstehen, wo geeignete geologische Reservoirbedingungen vorhanden waren. Der Clodes-Loop-Ansatz ermöglicht perspektivisch die umgekehrte Betrachtung: Ausgangspunkt ist zunächst der Wärmemarkt, anschließend wird die geothermische Ressource technisch erschlossen.
Vom Reservoirrisiko zum Technologierisiko
Die Closed-Loop-Geothermie beseitigt Risiken nicht vollständig. Sie verschiebt sie.
| Klassische Tiefengeothermie | Closed-Loop-Geothermie |
| Reservoirrisiko | Bohrkostenrisiko |
| Fündigkeitsrisiko | Skalierungsrisiko |
| Permeabilitätsrisiko | Technologierisiko |
| Aquiferrisiko | Kapitalintensität |
| Geologische Unsicherheit | Serienreife und Kostenentwicklung |
Die zentrale Herausforderung verlagert sich damit von der geologischen Eignung eines Reservoirs hin zur technischen und wirtschaftlichen Optimierung eines industriellen Systems. Die Kennzahlen der Closed-Loops sind aktuell noch nicht erforscht und werden erst nach erfolgtem Praxistest vorliegen.
Bleibt die Stockwerkslogik bestehen?
Trotz der technologischen Unterschiede bleibt die Grundlogik der geothermischen Tiefenstockwerke erhalten. Mit zunehmender Tiefe steigen weiterhin Temperaturen, Bohrkosten, technische Anforderungen und die notwendige Größe des Wärmemarktes. Auch Closed-Loop-Systeme benötigen ausreichend hohe Temperaturen und große Abnehmerstrukturen.
Die eigentliche Veränderung liegt daher nicht in den Stockwerken selbst, sondern im Zugang zu ihnen. Die traditionelle Gleichung der Geothermie lautet:
Temperatur × Permeabilität × Wärmemarkt
Der Closed-Loop-Ansatz verfolgt das Ziel, die Permeabilität als limitierenden Faktor durch Technik zu ersetzen. Perspektivisch entsteht daraus die Formel:
Temperatur × Wärmemarkt
Fazit
Die Diskussion um Geretsried und Hannover geht weit über einzelne Geothermieprojekte hinaus. Sie berührt eine grundlegende Frage der zukünftigen Energieversorgung: Ist Geothermie primär eine Frage günstiger Geologie oder zunehmend eine Frage leistungsfähiger Ingenieurtechnik? Die klassische Tiefengeothermie bleibt dort besonders attraktiv, wo hochwertige Aquifere mit ausreichender Temperatur und Permeabilität vorhanden sind. Sie ist technologisch bewährt und wirtschaftlich erfolgreich, doch regional limitiert.
Der Closed-Loop-Ansatz verfolgt dagegen das Ziel, geothermische Energie unabhängig von natürlichen Reservoiren verfügbar zu machen. Geretsried liefert hierfür den technologischen Nachweis. Hannover untersucht erstmals die Integration dieser Technologie in einen großen kommunalen Wärmemarkt. Sollte sich die langfristige Leistungsfähigkeit bestätigen, könnte sich die Tiefengeothermie von einer überwiegend reservoirbasierten zu einer zunehmend technikbasierten Industrie entwickeln. Die geothermischen Tiefenstockwerke des Untergrunds würden dadurch nicht verschwinden. Sie würden jedoch für deutlich mehr Regionen zugänglich werden als bisher.
Die eigentliche Innovation liegt daher möglicherweise nicht in einem neuen Reservoir, sondern in einem neuen Verständnis dessen, was künftig als geothermische Ressource gilt. Die nationale Komponente lautet: kann deutsche Ingenieurkunst – als eigentlich weltweit anerkannte Kompetenz – mit den ausländischen Kapazitäten gleichziehen? Wird dies wie früher am Beispiel der staatlichen Kernkraft-Forschung als ein nationales Grundelement unserer Autarkie verstanden und politisch priorisiert?
Spannende Zeiten………..
