Wärme für dich

Gase aus erneuerbarer Quelle wie Biomethan, das bei der Vergärung von Biomasse entsteht, können in flexibel einsetzbaren Blockheizkraftwerken (BHKWs) zur Erzeugung von Strom und Wärme mittels einer Kraft-Wärme-Kopplung genutzt werden. Energieträger können hier Bioabfälle aus Haushalten, Gülle, oder Energiepflanzen wie Mais und Raps sein. In Baden-Württemberg machen letztere derzeit rund 9,4 Prozent der landwirtschaftlichen Nutzflächen aus. Eine potenzielle Konkurrenz mit Flächen für den Anbau für Nahrungsmittel und eingeschränkte regionale Verfügbarkeit steht hier also dem Vorteil der flexiblen Speicherung und Einsatz in Spitzenlastzeiten gegenüber. Aus diesen Gründen möchten wir Biogas nicht als alleinigen Energieträger einsetzen und achten bei der Beschaffung darauf, dass unser Biomethan aus der Region und nicht aus Mais-Monokulturen stammt.

Ein weiterer bedeutender und vielfältiger Energieträger ist Holz. Für die Wärmeversorgung mittels Wärmenetz werden hier vor allem Holzhackschnitzel und Pellets verfeuert, die unter anderem als Nebenprodukt der Holzindustrie anfallen. In Baden-Württemberg werden jährlich rund vier Millionen Festmeter des nachwachsenden Rohstoffs für die Energiegewinnung genutzt. Hier im Schussental sind das beispielsweise der Stadtwald und der Altdorfer Wald, wobei wir diese regionalen Quellen in unseren bestehenden Heizzentralen bereits überwiegend ausschöpfen.
Vollständig klimaneutral ist das Heizen mit Holz laut Bundesumweltministerium allerdings nicht, da bei der Verbrennung von Holz neben verschiedenen Treibhausgasen gesundheitsgefährdende Luftschadstoffe entstehen. Auch verbrauchen die Maschinen beim Holzrücken, die Trocknung und der Transport zusätzliches CO₂. Letzterer fällt besonders ins Gewicht, wenn Holz, bzw. Pellets, aus Osteuropa oder Nordamerika importiert wird. Ein starker Ausbau der Holzverfeuerung wäre dementsprechend nicht nachhaltig.

Zur Dekarbonisierung zukünftiger Wärmenetze kann auch die Solarthermie genutzt werden. Hier werden Sonnenkollektoren genutzt, um Luft oder Wasser aufzuheizen und für das Erwärmen von Trink- und Brauchwasser sowie Heizen zu verwenden. In Deutschland können zwischen 400 und 550 Kilowattstunden Sonnenwärme pro Quadratmeter Kollektorfläche gewonnen werden. Um auch in den Wintermonaten auf die durch Solarthermie generierte Energie zurückgreifen zu können, sind jedoch große Wärmespeicher notwendig. Auch zur Abdeckung von Spitzenlasten wird die Technologie oft mit anderen Heizsystemen kombiniert. In dicht besiedelten Regionen und Städten stehen zudem nicht ausreichend Freiflächen zur Verfügung, um mithilfe der Solarthermie große Wärmemengen zu generieren.

Ebenfalls regional verfügbar und nachhaltig ist die Erschließung bereits vorhandener Wärmequellen. Neben industrieller Abwärme kann beispielsweise Abwasser, Flusswasser oder die Wärme des Erdreichs genutzt werden. Dies geschieht meist in Kombination mit einer industriellen Großwärmepumpe, welche mithilfe von Strom die Temperatur der jeweiligen Wärmequelle auf die im Netz benötigte Temperatur anhebt.
Wärmepumpen machen sich hierbei das umgekehrte Prinzip eines Kühlschranks zu Nutzen. Die Wärmequelle wird genutzt, um ein Kältemittel zu verdampfen, welches anschließend mit dem Einsatz von Strom verdichtet wird. Dabei steigt die Temperatur des Kältemittels an – es kondensiert. Hierbei wird Wärme frei, die an das Netz oder den Heizkreislauf abgegeben werden kann. Anschließend wird das Kältemittel wieder auf den ursprünglichen Druck entspannt.

Entscheidend zur Bewertung der Effizienz dieser Technologien ist die sogenannte Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie gibt das Verhältnis zwischen zugeführter Energie und erzeugter Heizungswärme über die Dauer eines Jahres an. Eine Jahresarbeitszahl von fünf bedeutet beispielsweise, dass eine Kilowattstunde Strom benötigt wird, um fünf Kilowattstunden Wärme zu produzieren. Umso mehr Wärme aus der Umwelt entnommen werden kann, umso weniger Strom muss eingesetzt werden, um die Temperatur auf das Niveau des Wärmenetzes anzuheben. Dementsprechend bedeutet eine hohe JAZ geringere Stromkosten und damit eine höhere Effizienz.

Alle genannten Technologien, also Biomethan und Holz für Blockheizkraftwerke, Solarthermie und Großwärmepumpen für die Nutzung von Abwärme, Abwasser und oberflächennahem Untergrund sind wichtige Einzelbestandteile, die gemäß ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile Eingang in unsere Planungen finden. Eine weitere Chance für zukünftige nachhaltige Wärmenetze im Schussental sehen wir in der Tiefen Geothermie.

Geothermie nutzt die in der Erdkruste natürlich vorhandene Wärmeenergie zum Heizen, Kühlen und zur Stromerzeugung. Sie ist witterungsunabhängig, ganzjährig und regional verfügbar sowie unabhängig von der Verbrennung fossiler Rohstoffe.

Die Wärme stammt aus dem über 5.000 Grad Celsius heißen Erdkern und ist durch den dort auf natürliche Weise weiterhin ablaufenden ständigen Zerfall radioaktiver Elemente unerschöpflich. Bereits wenige Meter unterhalb der Erdoberfläche beginnen die Temperaturen kontinuierlich anzusteigen. Man spricht vom „geothermischen Gradienten“. In Deutschland liegt dieser bei durchschnittlich drei bis vier Grad pro 100 Metern, wodurch in 3.000 Metern Tiefe circa 100 Grad Celsius erreicht werden.

Je nach Standort, geologischem Aufbau des Untergrundes und Anwendungsgebiet gibt es bei der Geothermie unterschiedliche Einsatzformen.

Bis in eine Bohrtiefe von 400 Metern und Temperaturen von 20 bis 25 Grad Celsius bei normalem geothermischem Gradienten spricht man von oberflächennaher Geothermie. Die Einsatzbereiche oberflächennaher Geothermie liegen vorwiegend in der Individualversorgung, konkret im Beheizen und Kühlen einzelner Gebäude. Bei größeren Einheiten wie Gewerbeimmobilien, technischen Anlagen, Infrastruktureinrichtungen oder Gewächshäusern können mit der oberflächennahen Geothermie größere Felder erschlossen werden.

Die Wärme der oberen Erdschichten kann mithilfe von Erdwärmesonden, Erdwärmekollektoren oder Grundwasserbrunnen gewonnen und mit einer Wärmepumpe auf die im Heizkreislauf benötigte Vorlauftemperatur gebracht werden.

Eine Erdwärmesonde reicht standardmäßig 50 bis 100 Meter tief in den Untergrund. In ihrem Inneren zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf eine Wärmeträgerflüssigkeit. Diese wird zunächst an den tiefsten Punkt der Sonde und anschließend wieder an die Oberfläche gepumpt. Die hierbei aufgenommene Wärme aus dem Erdreich wird mithilfe einer Wärmepumpe auf das zum Heizen benötigte Temperaturniveau angehoben. Bei einem größeren Energiebedarf kann die Technologie in einem Sondenfeld vervielfacht angewendet werden.

Bohrungen, die weniger als 100 Meter tief reichen, müssen dem Regierungspräsidium Freiburg, Abteilung 9, Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau lediglich angezeigt werden. Das Bundesberggesetz (BBerG), welches mit strengen Vorgaben die Sicherheit tieferer Bohrungen garantiert, gilt hier nicht. Dies sorgt im positiven Sinne für kurze Genehmigungsverfahren, hatte in Baden-Württemberg jedoch auch schon die unsachgemäße Ausführung von Projekten zur Folge, die zu Schäden wie in Staufen geführt haben. Diese oberflächennahen Projekte dienten der Individualversorgung, es handelt sich also um andere Technologien als solche, die von einem Energieversorger wie der TWS realisiert würden.

Im Gegensatz zu einer Erdwärmesonde reicht ein Erdwärmekollektor nicht besonders weit in den Untergrund. Stattdessen werden in einer Tiefe von 0,8 bis 1,6 Metern auf einer Fläche, die etwa doppelt so groß wie der zu beheizende Bereich sein sollte, sogenannte Wärmetauscher-Rohre verlegt. Innerhalb dieser Rohre zirkuliert wiederum eine Wärmeträgerflüssigkeit, – in diesem Fall eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel, die Wärme aus dem Erdreich aufnimmt. Allerdings ist in den Tiefen der Erdwärmekollektoren noch ein deutlicher jahreszeitlicher Einfluss feststellbar. Auch hier kommt eine Wärmepumpe zum Einsatz, um die gewonnene Umweltwärme auf ein höheres Temperaturniveau anzuheben.

Eine weitere oberflächennahe Wärmequelle ist das Grundwasser. Mithilfe von zwei rund fünf bis 20 Meter tiefen Brunnen kann das ganzjährig konstant rund acht bis elf Grad Celsius warme Reservoir erschlossen werden. Im Förderbrunnen wird das Grundwasser an die Oberfläche gepumpt, die Wärme wird an den Heizkreislauf übertragen und das Wasser anschließend über den Schluckbrunnen wieder zurück ins Erdreich geführt. Laut Bundesverband Geothermie ist dieses System meist erst ab 35 Kilowatt Wärmebedarf wirtschaftlich, kann dann jedoch günstig betrieben werden und z. B. mithilfe einer Großwärmepumpe ganze Wohngebiete versorgen. Vorausgesetzt sind jedoch geeignete geologische Strukturen und Grundwasserbrunnen können aufgrund des Wasserrechts nicht überall eingesetzt werden.

Oberflächennahe Nutzungsmöglichkeiten können besonders in Kombination mit Flächenheizungen wie Fußboden-, Wand- und Deckenheizungen betrieben und im Sommer ohne den zusätzlichen Einsatz der Wärmepumpe zum Kühlen des Gebäudes genutzt werden.

Bei Bohrtiefen von über 400 Metern und Temperaturen über 40 Grad Celsius wird je nach Endteufe von mitteltiefer bzw. tiefer Geothermie gesprochen. Hier kommt in den meisten Fällen die sogenannte hydrothermale Geothermie (griechisch: heißes Wasser) zum Einsatz. Ähnlich wie bei einem Grundwasserbrunnen werden auch hier natürliche heiße Grund- bis Tiefenwasservorkommen, allerdings in mehreren hunderten Metern Tiefe für die Energiegewinnung genutzt. Je nach Tiefe des Reservoirs werden in den Geothermieanlagen in Süddeutschland Temperaturen von 60 bis 155 Grad Celsius erreicht, wobei ab 110 Grad Celsius zusätzlich zur Wärme- auch die Stromproduktion möglich ist.

Die benötigten Tiefenwasservorkommen finden sich meist in natürlich geklüfteten Kalkgesteinen, die eine hohe Porosität und Verkarstung aufweisen. In diesen kleineren und größeren Höhlen und Gängen kann das heiße Tiefenwasser ebenso wie entlang sogenannter Bruchzonen zirkulieren. Umfassende geophysikalische Voruntersuchungen dienen dazu, im Vorfeld der Bohrungen geeignete Gesteinsschichten und Bruchstrukturen im Untergrund zu identifizieren.

Bestandsdaten prognostizieren für das Schussental zwei vielversprechende mögliche Zielhorizonte. Rund 1.650 Meter unterhalb der Geländeoberkante liegt der sogenannte Oberjura, auch Malm genannt. Diese Kalksteinschicht zieht sich durch das gesamte süddeutsche Molassebecken und wird neben zahlreichen Projekten im Großraum München und Südostbayern für die Energiegewinnung genutzt. Auch oberschwäbische Thermalbäder profitieren vom natürlichen Warmwasservorkommen. Unter Ravensburg werden im Oberjura rund 80 Grad Celsius erwartet.
Etwas tiefer, bei rund 2.450 Metern unter der Geländeoberkante, liegt der sogenannte Muschelkalk aus der Zeit der Germanischen Trias. Diese Gesteinsschicht dient der schweizerischen Stadt Riehen bereits seit 1994 als Quelle für rund 65 Grad Celsius warmes Wasser. Auch in Pfullendorf wird der 1.450 Meter tiefe Horizont als Wärmequelle für die dortige Bundeswehr-Kaserne genutzt. Unter dem Schussental könnten im Muschelkalk Temperaturen um die 100 Grad Celsius erreicht werden.

Sollten wir uns entscheiden, die hydrothermale Geothermie als Wärmequelle für unsere Fernwärmenetze zu prüfen, würden weitere Voruntersuchungen wie 2D- bzw. 3D-seismische oder gravimetrische Messungen zur besseren Erkundung des Untergrundes durchgeführt.

Seismische Messungen dienen der generellen Erkundung des Untergrundes und sind mit Ultraschall vergleichbar. Hierfür kommen sogenannte Vibrationsfahrzeuge zum Einsatz, die mit Rüttelplatten unter den Fahrzeugen ausgestattet sind. Alle 40 bis 100 Meter halten die Fahrzeuge an, senken die Platten auf den Boden ab und versetzen diesen in für ein bis zwei Minuten in Schwingungen. Die Vibrationen dringen in den Untergrund ein und werden von den verschiedenen Gesteinsschichten und Bruchzonen auf unterschiedliche Art zurückgeworfen bzw. reflektiert. Mithilfe von kleinen Messgeräten, den Geophonen, werden diese Signale aufgezeichnet, gespeichert oder direkt an einen Messwagen gesendet. Bei der 2D-Seismik werden die Geophone lediglich an einer Linie bei der 3D-Seismik in der Fläche ausgelegt. So kann ein zwei- bzw. dreidimensionales Abbild des Untergrunds erstellt werden. Der Auswertungsprozess nimmt meist mehrere Monate in Anspruch, möglicherweise ist in Zukunft eine Verkürzung mittels des Einsatzes von künstlicher Intelligenz möglich. Unterstützend können Informationen zu bestehenden Bohrungen in die Gesamtauswertung einfließen.

Die Messungen sind nicht-invasiv und wurden bereits vielerorts in dicht bebauten historischen Innenstädten wie München, Münster und Basel erfolgreich durchgeführt. Auch müssen strenge Artenschutz-Vorgaben berücksichtigt werden. Schäden für Mensch und Umwelt sind bei 2D- und 3D-seismischen Messungen demnach nicht zu befürchten.

Gravimetrische Messungen sind neben oder zusätzlich zu den seismischen Messungen ein wertvoller erster Schritt bei den geologischen Vorerkundungen. Neben dem generellen strukturellen Aufbau des Untergrundes, also den verschiedenen Gesteinsschichten, können wesentliche Bruchzonen und Gebiete mit stark aufgelockerten Schichten dargestellt werden.

Die Gravimetrie macht sich hierfür ein einfaches physikalisches Prinzip zunutze. Dieses besagt, dass schwere Dinge stärker von der Erde angezogen werden als leichte. Massives, dichtes Granitgestein verfügt demnach über eine höhere Schwerebeschleunigung als ein poröser, mit Wasser gefüllter Sand- oder Kalkstein. Diese unterschiedlichen Massenverteilungen können mithilfe eines Gravimeters erfasst werden.

Da für die Messungen lediglich ein kleines Messgerät (33 cm x 22 cm x 21 cm) an verschiedenen Punkten aufgestellt werden muss, handelt es sich bei der Gravimetrie um ein äußerst schonendes und eher unauffälliges Messverfahren.

Ob und wann im Schussental seismische und/oder gravimetrische Messungen durchgeführt werden, ist zum jetzigen Zeitpunkt noch unklar. Wir werden Sie jedoch hier auf dem Laufenden halten.

Um das heiße Tiefenwasser für die Wärme- und Stromerzeugung zu nutzen, sind mindestens zwei Bohrungen (Dublette) – notwendig. In der Förderbohrung steigt das Tiefenwasser durch die natürlichen Druckverhältnisse im Reservoir bis auf wenige hunderte Meter unterhalb der Geländeoberkante an. Nur für das letzte Stück wird eine Pumpe benötigt, die das Tiefenwasser bis über die Geländeoberkante anhebt. In der Geothermieanlage angekommen gibt das geförderte Tiefenwasser seine Wärmeenergie über einen Wärmetauscher an ein Wärmenetz oder einen Strom-Generator ab. Anschließend wird das Tiefenwasser über die Injektionsbohrung zurück in die Entnahmeschicht geleitet, um das Gleichgewicht im Reservoir zu erhalten. Das Tiefenwasser fließt vom Moment der Entnahme bis zum erneuten Eintritt ins Reservoir stets innerhalb eines geschlossenen Rohrsystems. Eine Entnahme findet nicht statt.
Der Abstand zwischen den Bohrungen wird so gewählt, dass das abgekühlte Wasser nicht direkt zu Förderbohrung zurückfließt, sondern sich auf seinem Weg von der Injektions- zurück zur Förderbohrung wieder erwärmen kann. Anlagen werden deshalb so geplant, dass die Fördertemperatur erst nach 50 Betriebsjahren um ein Grad Celsius absinken könnte – die hydrothermale Geothermie ist demnach eine erneuerbare Energiequelle.

In den vergangenen Jahren ist die Geothermie, genauer gesagt stimulierte Projekte, im Zusammenhang mit seismischen Ereignissen gelegentlich in die Schlagzeilen geraten.

Grundsätzlich kann die petrothermale Geothermie genutzt werden, um die Wärme aus dem Untergrund zu extrahieren, wenn keine oder nicht ausreichend wasserführende Gesteinsschichten im Untergrund identifiziert werden. Gibt es beispielsweise heißes Granitgestein im Untergrund, kann dieses angebohrt und bereits bestehende feine Risse können mithilfe hydraulischen Drucks erweitert werden. Anschließend wird durch eine Injektionsbohrung kühles Wasser in die Gesteinsschicht eingebracht, wo es sich erwärmt und mithilfe einer oder mehrerer Förderbohrungen zurück an die Oberfläche gepumpt wird. Dort kann die gewonnene Energie wiederum zur Stromerzeugung oder für Fernwärme genutzt werden. Das abgekühlte Wasser wird auch hier zurück in die Entnahmeschicht geleitet.

Verglichen mit dem aus der „Shale Gas“-Förderung bekannten Fracking wird bei „Enhanced Geothermal Systems“ (Verbesserten Geothermischen Systemen / EGS) nicht mit Chemikalien gearbeitet. Die hydraulische Stimulation wird mit einem Wasser-Sand-Gemisch durchgeführt und sollte bei fachgemäßer Ausführung keine Erschütterungen im spürbaren Bereich auslösen. Für den Menschen wahrnehmbare seismische Ereignisse wie 2020 im französischen Vendenheim konnten in einem Gutachten beispielsweise darauf zurückgeführt werden, dass tiefer als ursprünglich genehmigt, gebohrt und mit höheren Drücken als zulässig gearbeitet wurde.

Derzeit sind Bohrungen ins Granit-Grundgebirge in Baden-Württemberg nicht genehmigungsfähig. Sollte die TWS ein Geothermieprojekt planen, ist das Ziel, heißes Tiefenwasser zu finden und zu fördern.

Auch in großer Tiefe sind geschlossene Systeme wie tiefe Erdwärmesonden möglich. Diese funktionieren genauso wie oberflächennahe Sonden und sind unabhängig von den geologischen Strukturen im Untergrund. Wegen hoher Investitionskosten für den Bau werden derartige Projekte meist in bereits existierenden, stillgelegten Tiefbohrungen realisiert.

Ein weiterer Ansatz heißes Granitgestein, ohne den Einsatz von Fracking für die Wärmegewinnung nutzbar zu machen, wird derzeit unter anderem im bayerischen Geretsried erprobt. Hier plant die kanadische Firma Eavor eine Art unterirdischen Wärmetauscher zu bohren. In zahlreichen geschwungenen, abgedichteten Rohren soll hier Wasser in großer Tiefe zirkulieren und sich dabei erwärmen, bevor es zurück an die Oberfläche gepumpt wird. Ob diese Technologie erfolgreich sein wird, bleibt abzuwarten.

Der Einsatz von hydrothermaler Geothermie böte zahlreiche Chancen für eine nachhaltige Fernwärmeversorgung in Ravensburg und Weingarten.

Einer der größten Vorteile ist, dass die Technologie nicht nur grundlastfähig ist und an 365 Tagen im Jahr rund um die Uhr Wärme liefern könnte, sondern auch CO2-neutral und unabhängig von Brennstoffmärkten ist. Zur regionalen Verfügbarkeit kommt der geringe Flächenverbrauch der Geothermie. Da mit den Bohrungen der größte Teil der Anlage unterhalb der Geländeoberkante liegt, wird oberirdisch nur eine etwa scheunengroße Energiezentrale auf der Fläche eines Fußballfelds benötigt. Auch würden in beiden möglichen Zielhorizonten sowohl im Oberjura als auch im Muschelkalk über 80 Grad Celsius und damit auch ohne zusätzlichen Wärmepumpeneinsatz eine ausreichend hohe Vorlauftemperatur erreicht. Hinzu kommt die staatliche Förderung der Geothermie im Rahmen der „Bundesförderung für effiziente Wärmenetze“ (BEW). Hiermit können 40 Prozent der Bohrkosten der Erzeugungsanlagen und weiteren Infrastruktur gefördert werden. Auch die Fündigkeit wird mittels des BEWs abgesichert. Trotz hoher anfänglicher Investitionskosten ist die Technologie auf lange Sicht wettbewerbsfähig und preisstabil.

Gerade zu Beginn eines Geothermieprojektes muss jedoch mit sehr hohen Investitionskosten und einem vergleichsweise großen Investitionsrisiko bis zur Fündigkeit der ersten Bohrung gerechnet werden. Dementsprechend wichtig sind umfassende Voruntersuchungen wie seismische und gravimetrische Messungen, eine gründliche Auswertung der Daten sowie eine qualitativ hochwertige Bohrplanung. Hinzu kommen zahlreiche Gutachten, etwa ein geotechnisches Gutachten, die Kategorisierung des seismischen Risikos und daraus folgende Empfehlungen zur Vermeidung von Seismizität, eine Bewertung zu Bohrplatz und Anlage, eine spezielle artenschutzrechtliche Prüfung sowie landschaftsökologische Betrachtungen und das Erstellen eines geologischen Profils und der Bohrplanung. Während diese Maßnahmen dazu beitragen, ein für Mensch und Natur maximal sicheres Projekt zu realisieren, sind diese Genehmigungen sehr zeitintensiv. Von einer ersten Entscheidung, die hydrothermale Geothermie aktiv für die Fernwärmeversorgung im Schussental in Erwägung zu ziehen, würden also etliche Jahre bis zu einer ersten Bohrung und nochmals rund zwei Jahre bis zur Wärmelieferung vergehen.

Dem Schutz von Trink- und Grundwasser wird bei Geothermieprojekten ein besonders hoher Stellenwert eingeräumt. Bevor mit dem Bau eines Bohrplatzes begonnen werden kann, muss im Rahmen des Hauptbetriebsplans unter anderem ein Schutzkonzept ausgehend vom Wasserhaushaltsgesetz vorgelegt und genehmigt werden.

Hier werden Maßnahmen definiert, die das oberirdische Eindringen von wassergefährdenden Stoffen ausschließen. So wird beispielsweise festgelegt, dass die zum Bohren verwendete Spülflüssigkeit höchstens Stoffe der Wassergefährdungsklasse 1 enthält oder welche Materialien zur Abdichtung des Bohrkellers eingesetzt werden müssen. Zudem wird der Bohrplatz so konzipiert, dass möglicherweise austretende Flüssigkeiten nach innen fließen, wo sie je nach möglicher Kontaminierung fachgerecht aufgefangen und entsorgt bzw. in die Kanalisation abgeleitet werden.
Wichtig zu betonen ist, dass es sich bei den hier in die Planung aufgenommenen Flüssigkeiten NICHT um das geförderte Tiefenwasser handelt. Dieses fließt stets innerhalb geschlossener Rohrleitungen und wird in keiner Form entnommen. Lediglich die Wärmeenergie des Wassers wird in sogenannten Wärmetauschern auf ein Wärmenetz übertragen.

Im Rahmen der Bohrplanung werden außerdem Vorsichtsmaßnahmen definiert, die ein unterirdisches Eindringen von Bohrspülung und/oder Tiefenwasser verhindern. Vor Beginn der Bohrarbeiten wird hierfür ein sogenanntes Standrohr bis in die grundwasserstauende Schicht gerammt und einzementiert. Gebohrt wird anschließend ausschließlich innerhalb des Standrohrs, wobei alle tiefer gelegenen Bohrabschnitte wiederum verrohrt und mit Zement im umliegenden Gestein verankert werden. Die andauernde Dichtigkeit der Förder- und Injektionsbohrung wird auch im laufenden Betrieb der Geothermieanlage permanent überwacht. Weder aus dem Inneren der Rohre noch an deren fest mit den verschiedenen Gesteinsschichten verankerten Äußeren kann Tiefenwasser in Trinkwasserleiter eindringen bzw. in diese aufsteigen.

Geothermieprojekte, die Tiefenwasservorkommen des Oberjuras nutzen, profitieren zudem von der hervorragenden Qualität des geförderten Wassers. Dieses weist eine geringere Mineralisierung als Trinkwasser auf und ist weder radioaktiv noch anderweitig belastet. Sollten die Technischen Werke Schussental sich dazu entscheiden, die Umsetzung eines Geothermieprojektes zu prüfen, wäre neben dem Oberjura auch der Muschelkalk als Zielhorizont denkbar. Zu dem dort zirkulierenden Tiefenwasser lägen aus der seit 1994 in Riehen betriebenen Anlage Wasserproben vor.

Bei Geothermieprojekten wird der Gebäudesicherheit eine große Bedeutung beigemessen. Sowohl im Rahmen der Vorerkundungen (seismische Messungen) als auch beim Bau und Betrieb einer Geothermieanlage sind die Vorgaben der DIN 4150 Norm zu Erschütterungen im Bauwesen einzuhalten. Diese legt fest, dass für Schwinggeschwindigkeiten von bis zu fünf Millimetern pro Sekunde Schäden an Gebäuden ausgeschlossen werden können. Für denkmalgeschützte Bauten ist der Wert auf drei Millimeter pro Sekunde festgelegt.

Sollten wieder Erwartens stärkere Schwingungen auftreten und Anwohner:innen Schäden feststellen, dann gilt die sogenannte Beweislastumkehr nach dem Bundesberggesetz (BBergG). Diese besagt, dass der Verantwortliche für Messungen und Anlagenbetrieb nachweisen müsste, dass Schäden NICHT im Zusammenhang mit dem Geothermieprojekt stehen. Um diese sicher begleichen zu können, ist zudem eine Haftpflichtversicherung im Umfang von mehr als 20 Millionen Euro verpflichtend abzuschließen.

Bodenschwingungen werden ausgelöst durch seismische Ereignisse. Der Begriff der Seismizität fasst alle Erdbeben-Erscheinungen zusammen. Der Landeserdbebendienst in Freiburg erfasst für Baden-Württemberg beispielsweise nahezu täglich Erschütterungen mit der Magnitude ab einem Wert um 1,0 auf der Richterskala. Seltener werden auch Beben oberhalb der menschlichen Wahrnehmungsschwelle ab einer Magnitude von 3,0 (Richterskala) aufgezeichnet.

Neben natürlichen seismischen Ereignissen, wie sie in Südwestdeutschland durch eine gewisse Grundspannung im Untergrund nicht selten sind, sind auch induzierte Mikrobeben möglich. Hier wird durch menschliches Einwirken, etwa im Bergbau, bei der Erdgasförderung oder beim Aufstieg von Grubenwasser eine Erschütterung ausgelöst. Auch die Reinjektion von Tiefenwasser beim Betrieb einer Geothermieanlage birgt das Potenzial, mikroseismische Ereignisse auszulösen. Besonders wenn kein ideales Reservoir gefunden werden kann, das zurückgeführte Tiefenwasser also nicht im selben Tempo von der Entnahmeschicht aufgenommen werden kann, wie es in der Förderbohrung an die Oberfläche gelangt, kann sich hier ein gewisser Druck aufbauen. Wird dieser zu hoch, kann es im Untergrund zum Brechen der Gesteine kommen und leichte Bewegungen ausgelöst werden. Nahezu alle deutschen Geothermieanlagen laufen jedoch, ohne jemals spürbare seismische Ereignisse ausgelöst zu haben.

Der Bau und Betrieb einer Geothermieanlage unterliegt strengen Vorgaben zum Lärmschutz. Diese sind im Bundesimmissionsschutzgesetz, genauer gesagt in der sogenannten „TA Lärm“ geregelt. Die „TA Lärm“ gibt für verschieden bebaute Gebiete, also z. B. Wohn-, Misch- oder Gewerbegebiete, unterschiedlich hohe Immissionswerte für Tag und Nacht vor, die in Ruhezeiten nochmals unterschritten werden müssen. Die striktesten Vorgaben gelten für reine Wohngebiete. Hier dürfen tagsüber (6-22 Uhr) 50 Dezibel – Bewertungskurve A (dB (A)) nicht überschritten werden, nachts muss es leiser als 35 dB(A) sein.

Für den Hauptbetriebsplan zum Bohrplatzbau und dem Abteufen der Bohrungen werden deshalb die Immissionen aller möglicher Lärmquellen, wie Generatoren, Rüttelsieben für alle angrenzenden bebauten Gebiete modelliert. Sollten die in der „TA Lärm“ vorgegebenen Richtwerte überschritten werden, werden Maßnahmen zum Schallschutz – wie beispielsweise eine Schallschutzwand vorgeschrieben.

Während des Betriebes eines Geothermieheizwerkes entsteht keine Lärmbelastung.