Wärme aus 1.300 Metern Tiefe

Im Hamburger Stadtteil Wilhelmsburg erschließen wir eine neue Quelle für klimafreundliche Fernwärme: Tiefengeothermie. Die wichtigsten Komponenten der neuen Anlage sind bereits installiert. Noch 2026 soll erstmals Wärme aus dem Untergrund in das Wärmenetz der Elbinsel eingespeist werden.

Tief unter Wilhelmsburg verbirgt sich eine wertvolle Energiequelle: In einer mehr als 1.300 Meter tiefen Sandsteinschicht fließt rund 48 Grad warmes Thermalwasser. Diese natürliche Wärme wollen wir künftig für die Fernwärmeversorgung auf der Elbinsel nutzen.

Das Projekt erreicht nun eine entscheidende Phase. Der Rohbau des neuen Heizwerks ist fertiggestellt und die Hauptkomponenten der Wärmepumpenanlage sind montiert. Auch die Arbeiten am Thermalwasserkreislauf schreiten voran. Nach den abschließenden Tests und der schrittweisen Inbetriebnahme soll noch in diesem Jahr erstmals Erdwärme in das Wärmenetz Wilhelmsburg fließen.

Wie wird aus Thermalwasser Fernwärme?

Kernelement der neuen Geothermieanlage sind zwei tiefe Bohrungen. Durch die erste, die sogenannte Produktionsbohrung, wird das warme Thermalwasser an die Oberfläche gefördert. In einem Wärmetauscher gibt es seine Energie an einen separaten Heizwasserkreislauf ab.

Das Thermalwasser selbst gelangt also nicht in die Heizkörper oder Wasserleitungen der angeschlossenen Gebäude. Nachdem ihm die Wärme entzogen wurde, fließt es durch die zweite Bohrung zurück in dieselbe Gesteinsschicht. So entsteht ein geschlossener Kreislauf.

Der natürliche Druck im unterirdischen Reservoir hilft bei der Förderung: Er lässt den Wasserspiegel in der Bohrung bis auf etwa 50 Meter unter die Oberfläche steigen. Die Förderpumpe muss deshalb nicht bis in die volle Tiefe hinabgelassen werden, sondern wird in rund 450 Metern Tiefe eingebaut.

Wie funktioniert die vierstufige Wärmepumpe?

Mit etwa 48 Grad ist das Thermalwasser bereits deutlich wärmer als die Umgebung. Für die Versorgung des Fernwärmenetzes wird jedoch je nach Jahreszeit eine Temperatur zwischen 75 und 85 Grad benötigt.

Wofür braucht die Geothermieanlage Wärmespeicher?

Der Wärmebedarf eines Stadtteils ist nicht zu jeder Tageszeit gleich. Morgens und abends wird beispielsweise häufig mehr Heizwärme und warmes Wasser benötigt als in der Nacht.

Pufferspeicher nehmen Wärme auf, wenn gerade mehr erzeugt als verbraucht wird. Steigt die Nachfrage kurzfristig, geben sie die gespeicherte Energie wieder ab. So helfen sie dabei, die Anlage gleichmäßig und effizient zu betreiben und Schwankungen im Wärmenetz auszugleichen.

Auch Filtersysteme gehören zur neuen Anlage. Sie entfernen geringe Mengen Sand, die trotz spezieller Filterrohre im Untergrund mit dem Thermalwasser an die Oberfläche gelangen können.
 

Wie viele Haushalte können mit der neuen Geothermieanlage versorgt werden?

Die Wärmeleistung des erschlossenen geothermischen Reservoirs liegt voraussichtlich bei rund 6 Megawatt. Zusammen mit der mehrstufigen Wärmepumpenanlage können damit rein rechnerisch mehr als 6.000 Haushalte mit klimafreundlicher Wärme versorgt werden.

Ein besonderer Vorteil der Geothermie ist ihre Verfügbarkeit. Anders als Wind- und Solarenergie ist die Wärme aus dem Untergrund weder vom Wetter noch von der Tageszeit abhängig. Sie kann rund um die Uhr die Grundversorgung im Wärmenetz übernehmen und dadurch fossile Energieträger schrittweise verdrängen.
 

Ein größeres Wärmenetz für Wilhelmsburg

Die neue Anlage steht nicht für sich allein. Sie wird mit dem Energiebunker verbunden, der bereits heute unterschiedliche Energiequellen wie Solarthermie, industrielle Abwärme und Biomethan miteinander kombiniert.

Was bedeutet das Projekt für Hamburg – und darüber hinaus?

Das Geothermieprojekt ist ein zentraler Teil des Reallabors Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg, kurz IW3. In diesem Forschungsprojekt wird unter realen Bedingungen erprobt, wie sich Stadtquartiere zuverlässig und möglichst klimafreundlich mit Wärme versorgen lassen.

Die Erkenntnisse aus den Bohrungen und dem späteren Anlagenbetrieb sind deshalb nicht nur für Wilhelmsburg wertvoll. Sie können auch dabei helfen, das Potenzial der Geothermie an weiteren Standorten im norddeutschen Raum besser einzuschätzen.