Geothermie: Erneuerbare Energie aus den Tiefen der Erde

Geothermie nutzt die im Inneren der Erde gespeicherte Wärmeenergie zur Gewinnung von Strom, Wärme- und Kälteenergie. Diese Energie stammt aus dem Zerfall radioaktiver Elemente sowie aus der Restwärme aus der Entstehungszeit der Erde. In Deutschland wird grundsätzlich zwischen oberflächennaher Geothermie und Tiefengeothermie unterschieden:

• Oberflächennahe Geothermie nutzt Erdwärme bis in eine Tiefe von etwa 400 Metern. Sie kommt vor allem beim Heizen und Kühlen von Wohnhäusern, Quartieren und Verwaltungsgebäuden zum Einsatz. Weil die Temperaturen im oberflächennahen Untergrund vergleichsweise niedrig sind, bringt eine Wärmepumpe die gewonnene Wärme in der Regel auf das benötigte Temperaturniveau.
• Bei Bohrtiefen von mehr als 400 Metern spricht man in der Regel von Tiefengeothermie. Diese Anlagen fördern Wärme aus mehreren Kilometern Tiefe. Tiefengeothermie stellt vor allem Wärme für Wärmenetze bereit, bei ausreichend hohen Temperaturen lässt sich die Erdwärme aber auch zur Stromerzeugung nutzen.

Laut dem Bundesverband Geothermie sind 99 Prozent des Erdinneren heißer als 1.000 °C. Die Temperatur in der Erdkruste steigt in Deutschland im Durchschnitt um etwa 3 °C pro 100 Meter Tiefe. Wie viel geothermische Energie an einem Standort tatsächlich genutzt werden kann, hängt letztlich von den jeweiligen geologischen Bedingungen ab.

Hydrothermale Geothermie nutzt natürlich vorhandenes Thermalwasser in wasserführenden Gesteinsschichten oder Klüften im tiefen Untergrund. Dabei kommt häufig eine sogenannte geothermische Dublette aus einer Förder- und einer Injektionsbohrung zum Einsatz. Das gesamte Verfahren umfasst dabei mehrere Schritte:

1. Erkundung und Standortwahl: Fachleute identifizieren einen geeigneten Standort mit ausreichend heißen Wasserreservoiren in der Tiefe. Dafür sind geologische Untersuchungen und Probebohrungen nötig, um Temperatur, Wassermenge und Durchlässigkeit des Untergrunds zu bestimmen.
2. Bohrungen: Über eine Förderbohrung wird das Thermalwasser aus dem Reservoir erschlossen. Eine zweite Bohrung, die Injektionsbohrung, führt das abgekühlte Wasser später wieder in den Untergrund zurück. Beide Bohrungen bilden zusammen eine geothermische Dublette und können mehrere Kilometer tief sein.
3. Förderung des heißen Wassers: Das Thermalwasser wird an die Oberfläche gepumpt. Je nach Tiefe und geologischen Bedingungen kann seine Temperatur über 200 °C liegen. Dort gibt es seine Wärme über einen Wärmetauscher an einen separaten Kreislauf ab.
4. Energienutzung: Die gewonnene Wärme kann direkt genutzt werden, etwa zur Versorgung von Wärmenetzen. Alternativ lässt sich bei ausreichend hohen Temperaturen (ab 150 °C) Strom erzeugen. Dazu kommt ein Arbeitsmedium zum Einsatz, das bereits bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen verdampft und Turbinen antreibt, die wiederum Generatoren zur Stromerzeugung bewegen.
5. Reinjektion: Nach der Wärmeentnahme wird das abgekühlte Wasser über die Injektionsbohrung wieder in den Untergrund zurückgeführt und erneut erwärmt. So schließt sich der Wasserkreislauf und das Reservoir bleibt langfristig nutzbar.

Petrothermale Geothermie nutzt die Wärme heißer Gesteine. Da dort meist kein ausreichend zirkulierendes Thermalwasser vorhanden ist, wird ein künstlicher Wasserkreislauf geschaffen. Das erhitzte Wasser kann anschließend für die Wärme- und Stromgewinnung genutzt werden.

Die „Roadmap tiefe Geothermie für Deutschland“ , die von sechs Einrichtungen der Fraunhofer Gesellschaft und der Helmholtz-Gemeinschaft erstellt wurde, beziffert das Marktpotenzial tiefer geothermischer Systeme auf weit über 300 Terawattstunden (TWh) Wärme pro Jahr. Was laut GFZ einer installierten Leistung von mehr als 70 Gigawatt (GW) entspräche - rund einem Viertel des gesamten deutschen Wärmebedarfs. Im Mittelpunkt stehen dabei insbesondere hydrothermale Systeme zur direkten Wärmenutzung oder in Kombination mit Großwärmepumpen. Die genannten Werte beschreiben ein in der Studie ausgewiesenes Potenzial und keine Prognose des tatsächlich zu erwartenden Ausbaus.

Laut einer Studie von Ember Energy (Stand: Februar 2026) ließen sich in der Europäischen Union rund 43 GW geothermische Kraftwerksleistung wirtschaftlich erschließen – vorausgesetzt die heutigen technologischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen bleiben bestehen. Diese Anlagen könnten dann jährlich etwa 301 TWh Strom erzeugen, was rund 42 Prozent der aktuellen Stromerzeugung aus Kohle- und Gaskraftwerken in der EU entspricht. Besonders großes Potenzial sieht Ember Energy dabei in Ungarn, Polen, Frankreich und auch Deutschland.

Bislang bleibt ein großer Teil dieses Potenzials ungenutzt.

Für den Einsatz von Tiefengeothermie sind die geologischen Bedingungen am jeweiligen Standort entscheidend. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) verweist auf besonders bedeutende Potenzialgebiete im Norddeutschen Becken, im Oberrheingraben und im Süddeutschen Molassebecken:

• Süddeutsches Molassebecken: Das Gebiet erstreckt sich unter anderem über weite Teile Bayerns und bietet günstige Voraussetzungen für die hydrothermale Geothermie. Besonders im Großraum München nutzen Betreiber Thermalwasser aus mehreren tausend Metern Tiefe für die Wärmeversorgung. Die Stadtwerke München betreiben mehrere Geothermieanlagen in München und der umliegenden Region.
• Oberrheingraben: Er erstreckt sich unter anderem über Teile Baden-Württembergs und Rheinland-Pfalz. Die Region zeichnet sich durch regional erhöhte Untergrundtemperaturen aus, die eine Nutzung tiefer Geothermie begünstigen. Ein Beispiel ist das Geothermiekraftwerk Bruchsal, das Thermalwasser zur Wärme- und Stromerzeugung nutzt.
• Norddeutsches Becken: Auch Norddeutschland verfügt über Potenziale für die Tiefengeothermie. Das Becken erstreckt sich über mehrere Bundesländer und enthält wasserführende Gesteinsschichten, die grundsätzlich für eine geothermische Nutzung infrage kommen.

Die Tiefengeothermie gilt als erneuerbare Energiequelle und kann kontinuierlich Wärme liefern - unabhängig von Sonneneinstrahlung und Windstärke. Bislang ist der Anteil erneuerbarer Energien an der Wärmegewinnung noch gering, aber er steigt. Im Jahr 2025 lag er laut Bundesumweltministerium mit 19 % sechs Prozent über dem Vorjahr. Zum Vergleich: der Anteil der erneuerbaren Energien am Strombedarf lag 2025 bei 57,8 %.

Einige Städte und Gemeinden wie München, Erding und Bruchsal nutzen tiefe Erdwärme bereits für die lokale Wärmeversorgung. Ob sich Tiefengeothermie an einem bestimmten Standort technisch und wirtschaftlich nutzen lässt, hängt jedoch von den jeweiligen geologischen Bedingungen ab, die nicht überall in Deutschland gegeben sind.

• Standortabhängigkeit: Eine Geothermieanlage lässt sich nicht überall bauen, sondern nur dort, wo geeignete Bedingungen herrschen. Erst nach der Erkundung des Untergrunds lässt sich zuverlässig beurteilen, ob Temperatur, Durchlässigkeit des Gesteins und Wassermenge für einen wirtschaftlichen Betrieb ausreichen.
• Potenzielle seismische Risiken: Tiefe geothermische Bohrungen und die Injektion von Flüssigkeiten können mikroseismische Aktivitäten auslösen, die eine sorgfältige Überwachung erfordern. Ein Gutachten der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe untersuchte bereits 2015 die möglichen Umweltauswirkungen hydraulischer und chemischer Stimulation bei tiefer Geothermie. Nach Einschätzung des zitierten Gutachtens sind die untersuchten Umweltrisiken tiefer Geothermie bei geeigneter Planung, Genehmigung und Überwachung grundsätzlich beherrschbar.

Die größten Kostenfaktoren bei Tiefengeothermieanlagen sind die geologische Erkundung, die Tiefbohrungen und der Bau der Energieanlagen. Da sich die Ergiebigkeit eines Reservoirs erst nach den Bohrungen zuverlässig beurteilen lässt, sind solche Projekte mit Risiken verbunden. Große Geothermieprojekte erfordern Investitionen von etwa 2,0 bis 2,5 Milliarden Euro pro Gigawatt installierter Leistung. Staatliche Förderprogramme können die Finanzierung erleichtern. Laut dem Bundesverband Geothermie verteilen sich die Investitionskosten eines durchschnittlichen Geothermieprojekts folgendermaßen – Einzelfälle können jedoch deutlich davon abweichen:

Nach der erfolgreichen Erschließung eines Geothermiestandorts profitieren Betreiber von vergleichsweise niedrigen laufenden Kosten. Der wesentliche Vorteil gegenüber fossilen Energieträgern: Es fallen keine Brennstoffkosten für Kohle, Erdgas oder Öl an. Die laufenden Kosten entstehen vor allem durch den Betrieb von Pumpen, Wartung, Monitoring und gegebenenfalls durch die Erneuerung technischer Komponenten. Geothermieanlagen erreichen in der Regel hohe Auslastungen und ermöglichen dadurch eine langfristig gut planbare Energieversorgung.

Grundsätzlich gilt: Eine Kombination von Strom- und Wärmeerzeugung verbessert die Gesamtwirtschaftlichkeit.