Weltweit steigt der Strombedarf, gleichzeitig nimmt auch die weltweite Nachfrage nach nachhaltiger Wärme zu. Diese Nachfrage hat zu einem wachsenden Trend bei der Nutzung geothermischer Ressourcen für Heiz- und Kühlanwendungen geführt, wo dies technisch und wirtschaftlich machbar ist. In einer aktuellen Studie fasst die Internationale Agentur für erneuerbare Energie IRENA die zur Beschleunigung des Ausbaus nötigen Voraussetzungen zusammen. Vor allem bedarf es intensiverer Zusammenarbeit.

Seit dem Jahr 2000 ist der Erdwärmesektor mit einer durchschnittlichen Rate von etwa 3,5 % pro Jahr gewachsen und wird im Jahr 2021 eine installierte Kapazität von 16 Gigawattstunden erreichen. Zwischen 2015 und 2021 war eine leichte Wachstumsbeschleunigung von etwa 5 % zu verzeichnen, die aber immer noch nur 0,5 % der weltweit installierten Kapazität an erneuerbarer Elektrizität ausmachte. In der Zwischenzeit wuchsen die Anwendungen für geothermisches Heizen und Kühlen schneller, nämlich um etwa 9 % zwischen 2015 und 2020, um im Jahr 2020 107 Gigawatt thermisch zu erreichen, was etwa 3 % der weltweit installierten erneuerbaren Heiz- und Kühlkapazität entspricht.

Aktueller Bericht fasst Trends zusammen

Um die Länder bei der Erschließung des ungenutzten Potenzials der Geothermie zu unterstützen und ihre breite Nutzung zu fördern, gründete IRENA 2015 die Globale Geothermie-Allianz (GGA) als Plattform für die Verbesserung des Dialogs, der Zusammenarbeit und koordinierter Maßnahmen zur Steigerung des Anteils der installierten geothermischen Strom- und Wärmeerzeugung weltweit. Die Agentur veröffentlichte außerdem im Februar dieses Jahres einen Bericht mit dem Titel Global Geothermal Market and Technology Assessment, der in Zusammenarbeit mit der International Geothermal Association entwickelt wurde, um den Geothermiesektor zu beleuchten und die wichtigsten Trends zu identifizieren, die das Marktwachstum in naher Zukunft prägen werden.

Während der 25. Ratstagung in Abu Dhabi Ende Mai 2023 organisierte IRENA eine Sitzung, um die wichtigsten Ergebnisse des Berichts vorzustellen und den Dialog über die entscheidende Rolle der Geothermie bei der Energiewende zu fördern. Die Redner erörterten die jüngsten Trends im Geothermiesektor, die Herausforderungen, die seiner Entwicklung im Wege stehen, potenzielle Lösungen und die Möglichkeiten für ein weltweites Wachstum des Marktes.

„Das Potenzial der Geothermie ist in den verschiedenen Regionen noch weitgehend ungenutzt“, sagte Gurbuz Gonul, Director of Country Engagement and Partnerships, IRENA. „Die internationale Zusammenarbeit wird seine Nutzung fördern, einschließlich des Austauschs von globalen Best Practices und Erkenntnissen zum Nutzen des Geothermie-Sektors. In diesem Zusammenhang koordiniert IRENA die Globale Geothermie-Allianz, eine Plattform zur Förderung des Dialogs, der Zusammenarbeit und des koordinierten Handelns zwischen den Akteuren, um den Einsatz der Geothermie zu beschleunigen.“

Wachstum vor allem in den USA, Indonesien, Kenia und Türkei

In den letzten Jahren wurde das Wachstum des Geothermiemarktes durch Entwicklungen in Indonesien, Kenia, der Türkei und den Vereinigten Staaten vorangetrieben. Obwohl die Daten über neue, 2021 in Betrieb genommene Anlagen zeigen, dass die Geothermie bei Stromkosten von 0,068 USD/kWh wettbewerbsfähig ist, stehen die Länder immer noch vor der Herausforderung, Investitionen in die geothermische Entwicklung zu tätigen. Dieses Problem ist darauf zurückzuführen, dass die Risiken in den frühen Phasen der Erkundung höher eingeschätzt werden und dass die Investitionskosten im Vergleich zu anderen Energietechnologien höher sind. Weitere Herausforderungen stehen im Zusammenhang mit politischen und rechtlichen Rahmenbedingungen, institutionellem und technischem Fachwissen sowie technologischen Fortschritten, die sowohl die Stromerzeugung als auch das Heizen und Kühlen betreffen.

Der Bericht zeigt, dass rechtliche und regulatorische Rahmenbedingungen, Anreize und Instrumente zur Risikominderung die wichtigsten Voraussetzungen für das Wachstum des Geothermiemarktes sind. Risikominderungsregelungen tragen insbesondere dazu bei, das mit der geothermischen Erschließung verbundene Ressourcenrisiko in den frühen Phasen der Entwicklung zu bewältigen. Diese Regelungen werden je nach Entwicklungsstand der Geothermiemärkte auf unterschiedliche Weise angewandt. In neu entstehenden Märkten werden vor allem öffentliche Mittel zur Risikominderung eingesetzt, während in reifen Märkten, in denen es bereits ein Portfolio von Geothermieprojekten gibt, in der Regel Versicherungssysteme für das Ressourcenrisiko angewandt werden.

Technische Entwicklung beschleunigt Wachstum

In den letzten Jahren haben sich mehrere Trends herauskristallisiert, die wahrscheinlich zu einer breiten Ausweitung der geothermischen Erschließung und Nutzung führen werden. So hat beispielsweise die Erschließung und Nutzung von geothermischen Ressourcen mit niedriger bis mittlerer Temperatur aufgrund ihrer breiten Verfügbarkeit zugenommen. Eine wichtige Triebkraft für die Erschließung von Niedertemperatur-Ressourcen sind die Fortschritte bei den Technologien zur Nutzung dieser Ressourcen, wie z. B. die binären Kreislauftechnologien für die Stromerzeugung, sowie der wachsende Bedarf an einer nachhaltigen und sicheren Energieversorgung für Heizung und Kühlung.

Bei der binären Technologie wird die Erdwärme genutzt, um eine Arbeitsflüssigkeit, in der Regel eine organische Verbindung mit niedrigem Siedepunkt, zum Sieden zu bringen. Das Arbeitsmittel wird in einem Wärmetauscher verdampft und zum Antrieb einer Turbine verwendet. Anschließend wird das Wasser zur Wiedererwärmung in den Boden eingespritzt. Die binäre Technologie ermöglicht einen flexiblen Betrieb von geothermischen Kraftwerken, der sich ideal für die Stabilisierung von Netzen mit einem hohen Anteil an variablen erneuerbaren Stromquellen eignet. Infolgedessen ist der Einsatz binärer Kraftwerke bei Neuanlagen, die zwischen 2015 und 2021 in Betrieb genommen werden, auf über 50 % gestiegen, während es vor 2000 nur 12 % waren.

Gleichzeitig nimmt auch die Nutzung der Geothermie für Heiz- und Kühlanwendungen in der Agrar- und Ernährungswirtschaft, in der Industrie sowie für Fernwärme und -kälte zu. Angetrieben von der Dekarbonisierungsagenda und der Notwendigkeit, die heimischen Energiequellen zu sichern, werden die Länder wahrscheinlich die Entwicklung und Nutzung von Nieder- und Mitteltemperaturressourcen verstärken.

Empfehlungen der Experten

Der Bericht enthält folgende Empfehlungen, die von politischen Entscheidungsträgern, Projektentwicklern, Branchenführern und Finanziers berücksichtigt werden sollten:

• Förderung der umfassenden Erschließung und Nutzung aller verfügbaren geothermischen Energiequellen.
• Positionierung der Geothermie als eine der wichtigsten Energielösungen, um die Energiewende im Hinblick auf die Erreichung der Ziele für nachhaltige Entwicklung und den Klimaschutz voranzutreiben.
• Verbesserung der Rahmenbedingungen zur Förderung von Investitionen in geothermische Energie.
• Förderung von branchenübergreifenden Synergien und Harmonisierung zwischen der Geothermie und anderen Sektoren.
• Förderung von technologischer Innovation, Forschung und Entwicklung, um die geothermische Entwicklung voranzutreiben.
• Stärkung der internationalen, regionalen und nationalen Zusammenarbeit zwischen den Partnern.

Die Mitglieder, die während der 25. Ratstagung auf dem Globalen Geothermiemarkt anwesend waren, stimmten darin überein, dass eine verstärkte Zusammenarbeit zwischen den Ländern – unter anderem im Rahmen der GGA – von Vorteil sein wird, um die derzeitigen Bemühungen um einen weltweiten Ausbau der geothermischen Energie zu verstärken. Die Mitglieder wiesen darauf hin, wie wichtig es ist, sich dringend mit den Investitionsproblemen zu befassen, denen die Geothermie im Vergleich zu anderen erneuerbaren Technologien gegenübersteht.

Bild oben: Marktübersicht Geothermie. Quelle: IRENA, IEA, REN21