Baden-Württemberg verfügt aufgrund seiner geografischen Lage über eine besondere Energiequelle: Thermalwasser in heißem Gestein. Geothermieanlagen können dieses Energiereservoir anzapfen und für die Strom- und Wärmegewinnung nutzen. Schon seit mehr als 20 Jahren gehört die Tiefengeothermie zu unserem Portfolio und ist neben Windkraft, Solarenergie und Wasserkraft eine weitere erneuerbare Energiequelle.
Stunden pro Jahr können Geothermiekraftwerke kontinuierlich Strom liefern.
thermische Leistung liefert das Geothermiekraftwerk Bruchsal.
Tiefe stammt das Thermalwasser in Bruchsal.
ging Bruchsal als erstes Geothermiekraftwerk Baden-Württembergs in Betrieb.
Ursprünglich war die Geothermieanlage in Bruchsal als Forschungsanlage konzipiert. Im Jahr 2009 wurde sie in den wirtschaftlichen Betrieb übernommen und erzeugt seitdem zuverlässig Strom. Seit 2019 versorgt die Geothermieanlage die angrenzende Landespolizeischule mit Fernwärme. Ab Herbst 2026 soll die Geothermieanlage über ein erweitertes Fernwärmenetz zudem erste Industriekunden beliefern.
Wie funktioniert Tiefengeothermie?
Tiefengeothermie nutzt die natürliche Wärme aus tieferen Gesteinsschichten und Thermalwasservorkommen. Mehrere hundert bis mehrere tausend Meter tiefe Bohrungen erschließen diese Vorkommen. Das heiße Thermalwasser wird nach oben befördert, gibt seine Energie an einen Wärmtauscher ab und fließt anschließend zurück ins Erdreich, wo es sich erneut erwärmt. Je nach geologischen Bedingungen lässt sich die gewonnene Erdwärme zur Wärmeversorgung und bei ausreichend hohen Temperaturen auch zur Stromerzeugung einsetzen.
2009 haben wir mit den Stadtwerken Bruchsal die Geothermieanlage in Bruchsal in Betrieb genommen – als erstes Geothermiekraftwerk Baden-Württembergs. Gemeinsam mit starken Partnern arbeiten wir an weiteren Projekten entlang des Oberrheingrabens: GeoHardt, ein Joint Venture mit der MVV AG, sowie WärmeWerk Wörth, ein Gemeinschaftsprojekt mit Daimler Truck und der Stadt Wörth.
Geothermiekraftwerk Bruchsal
2005 haben wir zusammen mit den Bruchsaler Stadtwerken ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt zur Erschließung der Tiefengeothermie am Standort Bruchsal gestartet. 2009 wurde die Geothermieanlage als erstes Geothermiekraftwerk Baden-Württembergs in Betrieb genommen. Aus rund 2.500 Metern Tiefe fördert es heißes Thermalwasser und erzeugt daraus Strom sowie Wärme. Seit 2019 wird auch die Landespolizeischule mit Wärme versorgt. Ab Herbst 2026 soll die Geothermieanlage über ein erweitertes Fernwärmenetz zudem erste Industriekunden beliefern.
Bruchsal ist aber nicht nur Geothermiestandort, hier wird auch im Rahmen eines Forschungs- und Demonstrationsvorhabens Lithium aus dem Oberrheingraben gewonnen.
GeoHardt
Gemeinsam mit der MVV AG haben wir im Jahr 2021 das Joint Venture GeoHardt GmbH gegründet. Ziel ist es, die Wärmeversorgung in der Region Rhein-Neckar mit grundlastfähiger erneuerbarer Wärme aus Thermalwasser zu sichern. Zu diesem Zweck sollen bis zu drei Geothermie-Heizwerke in der Region gebaut werden. Zwei Standorte stehen bereits fest: Mannheim-Rheinau sowie Schwetzingen. Derzeit laufen die bergrechtlichen Genehmigungsverfahren. Erst nach Genehmigung des Landesamts für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (LGRB) kann mit der Standorterschließung begonnen werden.
WärmeWerk Wörth
In diesem Gemeinschaftsprojekt mit Daimler Truck und der Stadt Wörth wollen wir mit regionaler erneuerbarer Energie aus Tiefengeothermie den Wärmebedarf des Lkw-Werks der Daimler Truck AG sowohl für Heizwärme als auch für industrielle Prozesse decken. Zugleich besteht die Möglichkeit, Wärme in die Nahwärmenetze der Stadt Wörth einzuspeisen und so zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung der Region beizutragen.
Geothermieanlagen können nicht nur Strom und Wärme aus Thermalwasser gewinnen, sondern auch Lithium fördern – ein Rohstoff, der beispielsweise für die Batterieherstellung benötigt wird und den Deutschland derzeit fast vollständig importieren muss.
Seit 2017 erforschen wir, wie Lithium aus dem Thermalwasser des Oberrheingrabens wirtschaftlich gewonnen werden kann. Im Rahmen unserer Forschung haben wir ein eigenes Verfahren zur Lithiumextraktion entwickelt und patentieren lassen. Erste Ergebnisse unserer Pilotanlage zeigen: das gewonnene Lithiumcarbonat hat mit 99,5 Prozent eine besonders hohe Reinheit - damit wäre es zur Herstellung von Batterien geeignet.
Deshalb planen wir die bisherige Forschungsanlage durch einen größeren Demonstrator zu ersetzen, mit wir in der Lage wären, rund 200 Tonnen Lithiumcarbonat jährlich herzustellen.
EnBW-Meilensteine Geothermie und Lithium
Seit mehr als 20 Jahren beschäftigen wir uns mit der Tiefengeothermie. Inzwischen ist aus Forschung kommerzieller Betrieb geworden und wir planen weitere Standorte. Wie alles begann:
Gemeinsam mit den Stadtwerken Bruchsal starten wir ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt, um die Tiefengeothermie am Standort zu erschließen.
Die Anlage geht in den wirtschaftlichen Betrieb und erzeugt seitdem Strom aus rund 2.500 Metern Tiefe. Sie ist das erste Geothermiekraftwerk des Landes.
Wir starten unser erstes Forschungsprojekt zur Lithiumgewinnung, um herauszufinden, wie sich der Rohstoff aus dem Thermalwasser des Oberrheingrabens wirtschaftlich gewinnen lässt.
Das Geothermiekraftwerk Bruchsal liefert erstmals auch Wärme. Über eine 400 Meter lange Nahwärmeleitung ist die Polizeizentrale mit der Heizzentrale des Geothermiekraftwerks verbunden. Die Anlage deckt 61 Prozent des Wärmebedarfs.
Im Verbundprojekt UnLimited bauen wir mit dem KIT und weiteren Partnern eine Pilotanlage auf. Ziel ist es, die technische sowie wirtschaftliche Machbarkeit der Lithiumgewinnung unter realen Bedingungen zu untersuchen.
Gemeinsam mit der MVV gründen wir das Gemeinschaftsunternehmen GeoHardt. Nach der Aufsuchungserlaubnis beginnen geologische Voruntersuchungen für mögliche Geothermie-Heizwerke im Rhein-Neckar-Gebiet.
Gemeinsam mit Daimler Truck und der Stadt Wörth am Rhein gründen wir das WärmeWerk Wörth. Das Gemeinschaftsunternehmen prüft, ob Tiefengeothermie das Lkw-Werk und kommunale Wärmenetze versorgen kann.
Das von uns entwickelte Verfahren zur direkten Lithiumextraktion aus Thermalwasser wird patentiert. Zudem zeigen erste Ergebnisse der Pilotanlage, dass das gewonnene Lithiumcarbonat mit 160 Milligramm pro Liter eine besonders hohe Konzentration und Reinheit (99,5 %) aufweist. Damit wäre es zur Herstellung von Batterien geeignet.
GeoHardt gibt den ersten Projektstandort bekannt: Am „Franzosenhäusel“ am südöstlichen Rand von Mannheim-Rheinau soll ein Erdwärme-Heizwerk entstehen. Als nächster Schritt folgt das bergrechtliche Genehmigungsverfahren.
Mit dem „Rondellweg“ in Schwetzingen steht der zweite geplante Standort fest. Die Fläche nahe Plankstadt bietet eine gute Anbindung an das bestehende Fernwärmenetz; vor der Einrichtung des Bohrplatzes ist auch hier die bergrechtliche Genehmigung erforderlich.
Fragen und Antworten zur Geothermie
Geothermie ist im Gegensatz zu Sonne und Wind weitgehend wetterunabhängig und kann grundlastfähig, also rund um die Uhr und zu jeder Jahreszeit, Wärme bereitstellen. Das macht sie zu einer verlässlichen Ergänzung im Mix der erneuerbaren Energien für die Wärme- und Stromversorgung.
Oberflächennahe Geothermie ist an vielen Standorten mit Erdwärmesonden oder Grundwasserbrunnen zusammen mit Wärmepumpen nutzbar. Tiefengeothermie ist besonders in Regionen mit günstigen geologischen Voraussetzungen (z. B. hohe Temperaturen in erreichbarer Tiefe) wirtschaftlich attraktiv und wird standortspezifisch geprüft.
Die Wärme im oberflächennahen Bereich stammt vor allem aus der Sonneneinstrahlung, die den Boden erwärmt. In größerer Tiefe dominiert der natürliche Wärmestrom aus dem Erdinneren, so dass die Temperatur mit der Tiefe im Mittel um etwa 3 °C pro 100 Meter steigt.
Bei der oberflächennahen Geothermie (bis ca. 400 Meter Tiefe) wird Erdwärme meist mit Wärmepumpen auf ein nutzbares Temperaturniveau gebracht. Bei der Tiefengeothermie (ab mehreren 400 bis mehreren 1.000 Metern) kann heißes Wasser direkt für Wärmenetze, und bei hohen Temperaturen für Geothermiekraftwerke zur Stromerzeugung genutzt werden.
Das Thermalwasser des Oberrheingrabens enthält gelöste Lithium-Ionen in relativ hohen Konzentrationen (ca. 160-250 mg/L an bestehenden Geothermiestandorten). Das Lithium kann als zusätzliches Produkt zur eigentlichen Wärme- und Stromerzeugung gewonnen werden. Die geothermale Lithiumgewinnung im geschlossenen Kreislauf verursacht deutlich weniger Treibhausgasemissionen als etwa die konventionelle Gewinnung aus Salzseen oder Hartgestein, weil der Energiebedarf weitgehend aus der Geothermieanlage selbst gedeckt werden kann. Die heimische Förderung könnte einen Teil des europäischen Lithiumbedarfs für Batterien decken und die Abhängigkeit von Importen aus wenigen Förderländern verringern.
In Bruchsal wird an einem Verfahren der Direkten Lithiumextraktion, kurz DLE, gearbeitet. Dabei wird das Lithium mithilfe spezieller Materialien selektiv aus dem Thermalwasser gebunden. Anschließend wird es wieder vom Material gelöst und zunächst in Form einer konzentrierten Lithiumlösung gewonnen. Daraus kann anschließend beispielsweise hochreines Lithiumcarbonat hergestellt werden.
Die Geothermieanlage arbeitet mit einem vollständig geschlossenen Thermalwasserkreislauf. Das Thermalwasser wird aus der Tiefe gefördert, zur Energiegewinnung und Lithiumextraktion genutzt und anschließend wieder in das unterirdische Reservoir zurückgeführt. Dem Thermalwasser wird dabei lediglich das enthaltene Lithium entzogen. Das Wasser selbst verbleibt im geschlossenen Kreislauf und wird nicht verbraucht.
Am Geothermiestandort Bruchsal liegt das technische Potenzial bei der heutigen Förderrate bei rund 800 Tonnen Lithiumcarbonat-Äquivalent (LCE) pro Jahr. Kommendes Jahr ist geplant die Förderrate zu verdoppeln, so dass 1.600 Tonnen Lithiumcarbonat-Äquivalent gewonnen werden könnte.