Wärme und Kälte aus Geothermie
Direkte Nutzung der Erdwärme
Die direkte Wärmenutzung kann als klassisches Gebiet der Geothermie bezeichnet werden. Schon vor tausenden von Jahren wurden natürliche Thermalquellen zum Kochen, Baden und Heizen verwendet. Heute existieren vielfältige Möglichkeiten hydrothermale Energie (Wärme) verschiedenster Temperaturbereiche zu nutzen.
Eine Übersicht der verschiedenen Nutzungsarten und der dabei benötigten Temperaturen gibt das Lindal Diagramm (Baldur Lindal, 1918-1997).
| Nutzungsart | T [°C] |
| Meerwasserentsalzung | 120 |
| Trocknung von organischem Material (z.B. Heu, Gemüse, Wolle) | 100 |
| Raumheizung (klassisch) | 80 |
| Kühlung | 70 |
| Tierzucht | 60 |
| Pilzzucht, Balneologie | 50 |
| Bodenheizung | 40 |
| Schwimmbäder, Enteisung, Schneeschmelze, biologische Zerlegungs- und Gärungsprozesse | 30 |
| Fischzucht | 20 |
| Natürliche Kühlung | <10 |
Für die meisten Anwendungen sind relativ geringe Temperaturen ausreichend, die aus tiefer Geothermie häufig direkt zur Verfügung gestellt werden können. Reicht die Wärme für die gewünschte Nutzung nicht aus, kann die Temperatur durch Wärmepumpen angehoben werden. Die oberflächennahe Geothermie ist fast immer auf diese Technik angewiesen.
Die bedeutendste Anwendung der direkten Nutzung von Geothermie ist die Wärmeversorgung. Dabei wird die Wärme des Thermalwassers (nicht das Wasser selbst) über Wärmetauscher unmittelbar in ein Fernwärmenetz eingespeist. Das entwärmte Wasser wird anschließend wieder in den Untergrund verpresst, um die dort herrschenden Druckverhältnisse zu erhalten.
Kann das Thermalwasser einer so genannten Kaskadennutzung (kombinierte Nutzung in Form einer Temperaturkaskade) zugeführt werden, wird die Wirtschaftlichkeit eines Projektes dadurch deutlich erhöht.
Zu den wenigen Anwendungen, bei denen auch die oberflächennahe Geothermie ohne den Einsatz von Wärmepumpen auskommt, gehört die natürliche Kühlung. Dabei wird Wasser mit der Temperatur des flachen Untergrundes (Jahresmitteltemperatur des Standortes; in der Regel 8-10°C) direkt zur Gebäudekühlung verwendet.