Ein Aquifer ist eine wasserführende Schicht im Untergrund. Diese Schichten bestehen aus durchlässigen, porösen Gesteinen oder Sedimenten, die sowohl Wasser speichern als auch transportieren können. Aquifere sind von sogenannten Aquifugen (wasserundurchlässige Schichten) umgeben.  

Die Gewinnung von Erdwärme aus dem Untergrund unterliegt dem Bergrecht. Das Bundesberggesetz (BbergG) beruht auf dem Prinzip der Bergfreiheit. Dieses Prinzip besagt, dass die im Gesetz aufgeführten bergfreien Bodenschätze, einschließlich Erdwärme, nicht zum Eigentum des Grundbesitzers gehören. Stattdessen sind sie vom Grundeigentum abgetrennt und stehen zur Nutzung unter staatlicher Aufsicht. Das bedeutet, dass Geothermieprojekte ohne die Zustimmung der Grundeigentümer durchgeführt werden können, solange die entsprechenden gesetzlichen Regelungen und Auflagen eingehalten werden. Das Bundesberggesetz regelt auch die Interessenkonflikte zwischen den Inhabern einer Bergbauberechtigung und den betroffenen Grundeigentümern. Grundsätzlich gilt die Beweislastumkehr.

Das Bundesberggesetz (BbergG) sieht eine Beweislastumkehr vor. Diese Regelung verpflichtet den Anlagenbetreiber, den Nachweis zu erbringen, dass etwaige Gebäudeschäden nicht durch seine Aktivitäten verursacht wurden. Zur Absicherung und zum Ausgleich möglicher Schäden muss eine Haftpflichtversicherung in Höhe von mehreren Millionen Euro abgeschlossen werden.

Erdwärme ist die gespeicherte Energie unterhalb der Erdoberfläche und wird durch Bohrungen in tiefe Erdschichten (bei der oberflächennahen Geothermie bis zu einer Tiefe von etwa 400 Metern und bei der Tiefengeothermie bis zu mehreren Kilometern Tiefe) erschlossen. Durch den Bohrvorgang wird die thermische Energie im Gestein erschlossen und kann für die Energiegewinnung genutzt werden. Die Wärme wird in der Erde kontinuierlich produziert. Diese Energiequelle ist bei nachhaltiger Nutzung nahezu unerschöpflich und wird deshalb zu den erneuerbaren Energien gezählt. In Deutschland beträgt der durchschnittliche geothermische Gradient, der Temperaturanstieg mit zunehmender Tiefe, drei Grad Celsius pro 100 Meter im Oberrheingraben ist er deutlich erhöht, in vulkanischen Gebieten mehr als dreifach so hoch.

In Deutschland gibt es nur wenige Regionen mit erhöhtem Erdbebenrisiko. Bayern liegt größtenteils außerhalb der gefährdeten Gebiete. Lediglich im Südwesten, Richtung Schweiz, in den Alpen und an der Schwäbisch-Fränkischen Alb, besteht ein geringes Erdbebenrisiko. Dies liegt vor allem an der tektonischen Plattenbewegung zwischen der Eurasischen und Afrikanischen Platte. Die ständige Bewegung dieser Platten führt zu Spannungen in der Erdkruste, die sich in Form von seismischen Ereignissen entladen können. Die natürliche Vorspannung des Untergrundes spielt eine wesentliche Rolle bei seismischen Ereignissen, sie ist in Oberbayern jedoch sehr gering.

Der Betrieb von Geothermieanlagen kann jedoch, beispielsweise durch einen zu hohen Druck bei der Reinjektion des Tiefenwassers, seismische Ereignisse auslösen, die für den Menschen nicht spürbar sind und keine Schäden verursachen. Vom Menschen ausgelöste seismische Ereignisse werden als induzierte Seismizität bezeichnet. In Bayern wurden bisher nur bei wenigen Geothermieanlagen im Raum München geringfügige seismische Ereignisse mit einer Magnitude von etwa zwei gemessen – vergleichbar mit den Erschütterungen eines mit hoher Geschwindigkeit an einem Haus vorbeifahrenden vollbeladenen Lastkraftwagens beziehungsweise dem Knall eines Flugkörpers beim Durchbrechen der Schallmauer (Überschallknall). Es gab weder Gebäude- noch Personenschäden. Aufgrund der geringen Vorspannung und geringen natürlichen Seismizität in Oberbayern sind ausgelöste Mikrobeben mit größeren Magnituden höchst unwahrscheinlich.

Induzierte Seismizität beschreibt die vom Menschen gemachte Erdbebenaktivität in einem bestimmten Gebiet und umfasst Faktoren wie die Häufigkeit, Verteilung der Bebenstärken, die räumliche Verteilung und Tiefenverteilung. Menschliche Aktivität im Untergrund kann die Seismizität beeinflussen und verschiedene Eingriffe in den Untergrund können seismische Ereignisse auslösen.

Die Landkreise Fürstenfeldbruck und Dachau liegen nicht in seismisch aktiven Zonen, daher sind natürliche Spannungslösungen höchst unwahrscheinlich. Die Geothermieanlage in Geiselbullach kann durch ein weitreichendes Messnetzwerk die Entwicklung von Mikroseismizität frühzeitig erkennen, was es ermöglicht, zeitnah auf mögliche Bodenschwingungen (seismische Aktivitäten) zu reagieren, die durch den Betrieb geothermischer Anlagen verursacht werden können.

Das seismische Messnetz in Bayern dient zur Überwachung und Analyse von Erdbebenaktivitäten in der Region. Es besteht aus mehreren Stationen, die kontinuierlich Daten über seismische Ereignisse sammeln und über ganz Bayern verteilt sind. Diese Daten werden verwendet, um seismische Ereignisse zu detektieren, deren Stärke zu bestimmen und mögliche Risiken abzuschätzen. Ein wichtiger Aspekt des seismischen Messnetzes ist das Ampelsystem, welches ein visuelles Werkzeug ist, das den aktuellen Gefahrenstatus aufgrund seismischer Aktivitäten anzeigt. Es besteht dabei aus drei Stufen: Grün (keine Gefahr), Gelb (Warnung) und Rot (Alarm). Es ermöglicht eine schnelle und koordinierte Reaktion auf potenzielle Erdbebenereignisse und minimiert das Risiko für die Bevölkerung. Durch die Kombination des dichten Messnetzes von seismischen Stationen und einem strukturierten Ampelsystems kann Bayern frühzeitig auf seismische Aktivitäten reagieren und die Sicherheit der Bürger gewährleisten.

Fernwärme bezeichnet die Versorgung von Gebäuden mit Warmwasser und Heizwärme durch ein Netzwerk von unterirdischen Rohrleitungen. Es gibt vielfältige Möglichkeiten, Fernwärme aus unterschiedlichen Brennstoffen und Wärmequellen zu erzeugen. Ein Fernwärmesystem setzt sich hauptsächlich aus folgenden Komponenten zusammen: Wärmeerzeugungsanlage, das Fernwärmenetzwerk, Pumpstationen, Hausanschlüsse und Übergabestationen, die die Wärme an die Gebäudeheizung weiterleiten.

Derzeit wird Olching und Bergkirchen mit Fernwärme versorgt. Die ATW plant zukünftig den Anwohnern bezahlbare und klimaneutrale Wärme aus einer regenerativen Energiequelle bereitzustellen.

Der Weg der Übertragung von Wärme von der Geothermieanlage zu den Kunden erfolgt in drei Kreisläufen, die zusammenarbeiten, um die regenerative Wärme effizient und zuverlässig zu den Endverbrauchern zu transportieren.

Im ersten Kreislauf gelangt das heiße Tiefenwasser aus der Förderbohrung (der ersten Bohrung) an die Oberfläche. Dort gibt das Tiefenwasser seine Wärme über einen Wärmetauscher an den zweiten Wasserkreislauf im Fernwärmenetz ab, bevor es durch eine Injektionsbohrung (zweite Bohrung) zurück in den Untergrund geleitet wird.

Der zweite Kreislauf umfasst das Wasser im Fernwärmenetz, das in der Energiezentrale erwärmt wird. Es wird zu den Kunden transportiert, wo es über eine Wärmeübergabestation in den dritten Kreislauf, den Heizungskreislauf, abgegeben wird.

Der Kunde kann den bestehenden Heizungskreislauf unverändert nutzen. Lediglich der bisherige Wärmeerzeuger, beispielsweise ein Öl- oder Gaskessel, muss durch eine Wärmeübergabestation ersetzt werden.

Die geothermische Wärme aus Geiselbullach ist heimisch und preisstabil. Sie ist das ganze Jahr über, bei jeder Wetterlage und jederzeit verfügbar. Haushalte, die an das Fernwärmenetz angeschlossen sind, heizen nachhaltig und profitieren gleichzeitig von einem Platzgewinn, da die Öl- oder Gaskessel durch eine kompakte Übergabestation im Keller ersetzt werden. Auch die Geothermieanlage selbst beansprucht, im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energiequellen wie etwa Solarparks, nur wenig Raum. Oberirdisch sichtbar sind lediglich die Heizzentrale und die Verbindungsleitungen der beiden Bohrungen.

Bestimmte Regionen wie das bayrische Molassebecken sind aufgrund ihrer geologischen Beschaffenheit im Untergrund besonders geeignet für die Wärmegewinnung durch Tiefengeothermie. Daher ist unsere Region geologisch privilegiert. Die Erdwärme stammt aus unserer heimischen Umgebung und macht uns unabhängig von fossilen Energiequellen

Wärmeverluste während des Transports sind bei Fernwärmenetze mit Kunden innerhalb eines Radius von 20 Kilometern minimal. Diese Verluste sind im Vergleich zu denen bei der Nutzung von Erdöl und -gas vernachlässigbar.

Die Sicherheit von Gebäuden stand während der Voruntersuchungen in Geiselbullach an oberster Stelle und wird auch während des zukünftigen Baus und Betriebs der Geothermieanlage höchste Priorität behalten. Gemäß der DIN-Norm 4150 sollen Gebäude in Deutschland Bodenschwingungen von bis zu 5 mm/s standhalten können. Für denkmalgeschützte Gebäude liegt dieser Wert bei 3 mm/s.

Sollten unerwartet stärkere Bodenschwingungen auftreten, die potenziell Gebäudeschäden verursachen könnten, kommt die Beweislastumkehr zum Tragen. Dies bedeutet, dass der Anlagenbetreiber den Nachweis erbringen muss, dass die Schäden nicht durch seine Aktivitäten verursacht wurden. Es ist jedoch auch möglich, dass starke Bodenschwingungen auftreten, die keinerlei Schäden verursachen.

Geothermie bezeichnet die technische Nutzung der natürlichen Erdwärme zur Energieerzeugung. Es gibt zwei Hauptarten der geothermischen Energiegewinnung: oberflächennahe Geothermie, die bis zu einer Tiefe von etwa 400 Metern reicht, und die Tiefengeothermie, die jenseits dieser Tiefe liegt, wobei die technische Grenze derzeit bei 7.000 Metern liegt.

Um die Wärme aus dem Erdinneren zu gewinnen, wird Wasser als Transportmittel benötigt. Die Art der Nutzung hängt davon ab, ob das Transportmittel bereits im Untergrund vorhanden ist oder künstlich eingeführt werden muss. Es wird angenommen, dass in Geiselbullach Tiefenwasservorkommen existieren.

Im Bereich der oberflächennahen Geothermie ist in der Regel der Einsatz von Wärmepumpen erforderlich, während bei der Tiefengeothermie die Wärmeenergie direkt über Wärmetauscher in den Heizkreislauf eingespeist werden kann.

Seit 1983 ist das Gemeinsame Kommunalunternehmen für Abfallwirtschaft der Landkreise Fürstenfeldbruck und Dachau für die umweltgerechte und sichere Entsorgung fester Siedlungsabfälle in der Region verantwortlich. Die Betriebsstandorte des Unternehmens umfassen die Geothermieanlage Geiselbullach sowie die Deponie Jedenhofen. Als führender Energieerzeuger in den betreffenden Landkreisen speist die GfA klimaneutralen Strom in die lokalen Netze ein und versorgt Wohn- und Gewerbebetriebe mit Fernwärme.

Der Standort in Geiselbullach verfügt über ein System zur Überwachung des Grundwassers, welches aus fünf Messstellen auf dem Betriebsgelände und drei weiteren im Außenbereich besteht.

Jährliche Probenentnahmen zeigen, dass keine Verunreinigungen ins Grundwasser gelangen, was darauf hindeutet, dass es sehr gut geschützt ist, trotz der Abfallverbrennung.

Bei den geothermalen Tiefbohrungen in Geiselbullach werden strenge Schutzmaßnahmen gemäß den Vorschriften des gehobenen Wasserrechts umgesetzt. Vor Beginn der Bohrung wird ein Standrohr bis zu einer Tiefe von etwa 70-80 Metern in die grundwasserstauenden Schicht gerammt und anschließend mit Zement verankert. Die Bohrarbeiten finden ausschließlich innerhalb des Standrohrs statt. Nach Abschluss des Bohrabschnitts werden die Rohre kontinuierlich und behördlich überwacht, um die höchsten Sicherheitsstandards zu gewährleisten.

Die hydrothermale Geothermie nutzt Tiefenwasser-Vorkommen im tiefen Untergrund (mit Temperaturen von etwa 40 bis über 100 Grad). Üblicherweise werden zwei Bohrungen – Förder- und Injektionsbohrung – niedergebracht, um das heiße Tiefenwasser zu fördern und für eine nachhaltige Nutzung wieder in das Aquifer zurückzuleiten.

Für die energetische Nutzung, insbesondere die Wärmeversorgung, sind hohe Temperaturen erforderlich. Daher konzentrieren sich bestehende und geplante Projekte auf das Molassebecken. Hierbei ist der Malm-Aquifer (Obererjura) der ergiebigste Tiefenwasserleiter Bayerns – auch am Standort Geiselbullach.

Eine eingehende Analyse der Umwelteffekte im Zusammenhang mit der Strom- und Wärmeerzeugung aus tiefer Geothermie des Umweltbundesamtes hat gezeigt, dass diese Technologie aktuell und in Zukunft einen bedeutenden Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung leisten kann. Diese Umwelteffekte sind lokal begrenzt und technisch kontrollierbar. Die Erzeugung von Strom und Wärme aus Geothermie ist gemeinsam mit anderen erneuerbaren Energiequellen eine umweltfreundliche Alternative zur Nutzung fossiler Brennstoffe. Bereits heute trägt sie zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bei.

Die „Energieziel 2050“-Studie des Umweltbundesamtes von 2010 untersuchte die Machbarkeit einer vollständig auf erneuerbaren Energien basierenden Energieversorgung und stellte dabei fest, dass Geothermie ein beachtliches Potenzial für die Wärme- und Stromerzeugung bietet. In den fortgeschrittenen Szenarien der RESCUE-Studie von 2019 wird Geothermie als eine entscheidende Quelle für eine zukünftige, klimaneutrale Wärmeversorgung betrachtet. Die Nutzung von Tiefengeothermie kann im Rahmen der Umstrukturierung des Energiesystems dazu beitragen, bestehende Fernwärmenetze zu dekarbonisieren oder den Fernwärmeausbau zu unterstützen. Auf kommunaler Ebene kann dies zu Klimaschutzmaßnahmen beitragen.

Abhängig von Fortschritt des Geothermieprojekts kann es zu bestimmten Geräuschbelastungen kommen. Die vorgeschriebenen Grenzwerte für Lärmimmisionen gemäß der TA Lärm werden jederzeit eingehalten. Während der Bauphase des Bohrplatzes kann ein vermehrtes Verkehrsaufkommen von Lastwagen sowie Geräusche durch Baumaschinen auftreten. Die eigentliche Bohrung kann Geräusche in verschiedenen Frequenzbereichen erzeugen, die jedoch in der Regel von den Anwohnern kaum wahrgenommen werden. Es wird nicht erwartet, dass der Betrieb der Geothermieanlage zu einer Lärmbelästigung führt.

Der Naturschutz wird bei der Planung, Errichtung und dem Betrieb einer Geothermieanlage besonders berücksichtigt. Bevor die Schritte des Projekts wie die Bohrungen beginnen, müssen die Betreiber umfassende Gutachten vorlegen. Im landschaftspflegerischen Begleitplan werden die Maßnahmen, die ergriffen werden müssen, um Auswirkungen auf Flora und Fauna zu vermeiden. In Geiselbullach wurden diese Untersuchungen bereits vor einigen Jahren durchgeführt, und die damals festgelegten Maßnahmen haben sich durch den langjährigen Betrieb der Abfallverbrennung als wirksam erwiesen. Der Standort in Geiselbullach ist als Industriegebiet ausgewiesen.

Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen wie Solarparks benötigt eine Geothermieanlage vergleichsweise wenig Platz. Großteile der Anlagenkomponenten, einschließlich der Förder- und Injektionsbohrungen, befinden sich unterhalb der Erdoberfläche und sind daher nicht sichtbar. In Geiselbullach kann die Geothermie in die bereits vorhandene Kraftwerksinfrastruktur integriert werden, wodurch kein zusätzliches Grundstück erforderlich ist.

Seismische Messungen dienen der Erkundung des Untergrundes. In Geiselbullach sind keine seismischen Messungen geplant, da die seismischen Daten für die Bohrplanung am Standort bereits 2006 erhoben wurden.

Anhydrit ist ein häufig vorkommendes Mineral, welches sich bei Wasseraufnahme in Gips umwandelt und dabei sein Volumen um etwa 60 Prozent vergrößert. In der oberflächennahen Geothermie sind Fälle dokumentiert, wie zum Beispiel in Staufen, bei denen unsachgemäß ausgeführte Bohrungen dazu führten, dass Grundwasser in eine Anhydritschicht eindrang. Der daraus resultierende Volumenzuwachs und die anschließende Umwandlung in Gips führten zu Hebungen der Erdoberfläche und Gebäudeschäden. In Geiselbullach kommt kein Anhydrit im Untergrund vor.

Thermalwasser ist Wasser, das aus erheblichen Tiefen gewonnen wird und durch die Erdwärme, die es auf dem Weg nach oben aufnimmt, mindestens eine Temperatur von 20 Grad Celsius erreicht. Diese Wärme wird durch den stetigen Wärmefluss aus dem Erdinneren bereitgestellt.

Das heiße Wasser, welches bei der hydrothermalen Geothermie gewonnen wird, wird auch als Tiefenwasser bezeichnet. Es ist durch mindestens eine undurchlässige Schicht vom Grundwasser isoliert. Das Tiefenwasser liegt in einer wasserführenden Gesteinsschicht, bekannt als Aquifer. Im Raum München, auch in Geiselbullach, wird beispielsweise der Oberjura als solcher Aquifer für geothermische Zwecke genutzt.

Aktuell dominieren Erdöl und -gas den Energiemarkt und tragen zu hohen CO2-Emissionen bei. Wir, die ATW, wollen unabhängig von fossilen Energiequellen sein und unsere heimischen Energiequellen erschließen, um weniger klimaschädliche Treibhausgase zu produzieren und gleichzeitig geopolitisch unabhängiger zu werden. Ein Ziel ist es, bis 2030 die Hälfte der kommunalen Wärme aus klimaneutralen Quellen zu gewinnen. Dabei kann die Tiefengeothermie eine bedeutende Rolle spielen, da sie klimaneutral ist, unabhängig von Wetterbedingungen und daher geeignet, die Grundlast zu decken.

Die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie und das Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum haben untersucht, inwiefern die Geothermie eine Rolle im deutschen Energiesystem spielen wird. Die „Roadmap Tiefe Geothermie für Deutschland“ der Forschungseinrichtungen bietet politische, wirtschaftliche und wissenschaftliche Handlungsempfehlungen, um die Wärmewende erfolgreich umzusetzen.

Nach Angaben dieser Roadmap könnte die Tiefengeothermie etwa ein Viertel des gesamten deutschen Wärmebedarfs decken.