Woher stammt der Energiespeicher im Inneren der Erde?

Energie aus den Anfängen der Erde
Vor rund 4,6 Mrd. Jahren entstand unsere Erde aus einer Gas- und Staubwolke. Diese erhitzte sich durch die gravitative Energie, die bei der Zusammenballung der kosmischen Masse und durch die Wärmeproduktion der radioaktiven Elemente freigesetzt wurde.

Der Erdkern besteht aus einem inneren Kern aus fester Materie.
Nach Schätzungen beträgt die Temperatur dieses Kerns 4500 °C bis 6500 °C. Um den inneren Kern strömt der äußere Kern aus flüssiger Materie, die eine Temperatur von 2900 °C aufweist. Darüber liegen Erdmantel und schließlich die Erdkruste, auf der wir uns bewegen.

Die Erde ist ein gut isolierter Wärmespeicher
Was kaum jemand weiß: Die Erdkruste, die gerade einmal 40 km tief ist, schirmt uns von Temperaturen ab, die jedes Leben auf dem Planeten unmöglich machen würden: Denn 99 % der Erde sind heißer als 1000 °C. Der Temperaturanstieg nimmt durchschnittlich pro 100 m in die Tiefe um 3 °C  zu. Bereits in 1 Kilometer Tiefe besitzt die Erde damit eine Temperatur von 35 °C bis 40 °C. Da die Gesteinsschichten der Erde jedoch nur eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen, geben sie von dieser gewaltigen Wärme nur wenig an die Oberfläche ab. Zu unseren Füßen liegt also ein unerschöpflicher Wärme- und Energiespeicher.

Wie kann diese Energie genutzt werden?
Wärme fließt immer von selbst in Richtung der geringeren Temperatur, d.h. vom heißen Erdkern über die Erdkruste ins kalte Weltall. Durch diese Wärmeleitung (Konduktion) gelangt die Erdwärme in Schichten, die für die energetische Nutzung erreichbar sind.

Dabei darf man nicht überschätzen, was an Wärme direkt auf der Erdoberfläche ankommt. Pro qm beträgt die Leistung des Wärmestroms durchschnittlich gerade einmal 0,063 Watt. Viel zu wenig, um daraus eine zentrale Wärme- oder gar Energieversorgung abzuleiten. Mit Tiefengeothermie ist es jedoch möglich, das Wärmepotenzial in der Tiefe zu nutzen.

Für die dezentrale Gewinnung von Energie ist die Wärme an der Oberfläche hingegen völlig ausreichend. Wärmepumpen machen sich dieses Potenzial der Erde zu Nutze, um Gebäude zu heizen oder zu kühlen sowie Warmwasser zu erzeugen.