Tiefe Geothermie - Geologische Voraussetzungen im Kanton St.Gallen

Der Wissensstand zum tiefen Untergrund im Kanton St.Gallen variiert stark. Durch die Abklärungen der Stadt St.Gallen sind die Untergrundverhältnisse bis zu den Malmkalken in dieser Region gut bekannt. Im restlichen Kantonsteil fehlen zumeist gesicherte Informationen. Wichtige Datengrundlagen aus früheren seismischen Untersuchungen der SEAG (die u.a. im Auftrag des Kantons St.Gallen als Konkordatskanton durchgeführt wurden) stehen zudem nur sehr beschränkt zur Verfügung. Im südlichen Teil des Kantons muss der Untergrund grösstenteils anhand von Abklärungen in anderen Kantonen, den Nachbarländern oder verschiedener Forschungsinstitute interpretiert werden, ergänzt mit wenigen Daten aus der 2D-Seismik. Die Lage der grossen geologischen bzw. tektonischen Einheiten und die Schichtfolgen sind im Wesentlichen bekannt. Das Detailwissen wie zum Beispiel die lokale Höhenlage und die Mächtigkeit der Schichten können vielerorts nur grob interpretiert werden. Die für die geothermischen Nutzungen wichtigen Bruchzonen in grösserer Tiefe sind nur sehr vage und unvollständig bekannt. Somit können, abgesehen von der Region rund um die Stadt St.Gallen, keine genauen Bohrziele für Geothermiekraftwerke angegeben werden.

Beim Zielhorizont/Play «basale Kieslagen in übertieften eiszeitlichen Rinnen» ist das Wasser im Lockergestein anzutreffen. Ansonsten muss im Kanton St.Gallen davon ausgegangen werden, dass für die geothermische Nutzung genügend grosse Wasserwegsamkeiten nur bei Brüchen und Störungszonen vorhanden sind. Paläokarst (tiefer, sehr alter Karst) ist nicht auszuschliessen. Die Chance genügender Wasserführung besteht, ist aber nicht gesichert. Petrothermale Systeme sind nicht auf natürliche Wasserwegsamkeiten angewiesen. Bei solchen wird das Gestein künstlich aufgebrochen, damit Wasser zirkulieren kann. Solche Systeme sind bis heute noch wenig erprobt.

Diese geothermisch interessanten Situationen / Plays sind jeweils in folgenden Kantonsteilen zu erwarten:

Zu ergänzen ist hier, dass die Interpretation der Untergrunddaten zum Teil auf einer unzureichenden Datenbasis aufbaut. So wird z.B. in obiger Grafik beim Play «Bruch- / Störungszonen in Kalk & Dolomitgestein im autochthonen Mesozoikum + mesozoische Sedimentüberdeckung des Aarmassivs» für den nördlichen Kantonsteil nur die St.Galler Störungszone dargestellt. Tatsächlich könnten auch im nördlichen Kantonsteil weitere Brüche vorhanden sein, die aber auf den zur Verfügung stehenden Unterlagen nicht oder nur ungenügend erkennbar sind. Die geplanten Untersuchungen im Kanton Thurgau werden hier neue Erkenntnisse liefern und eventuell auch für den Kanton St.Gallen neue Interpretationen ermöglichen.

Anhand des Querprofils 2 Wil – Bad Ragaz werden mögliche Lagen von interessanten Plays dargestellt:

Das geothermische Potential wird durch die Wassermenge und die nutzbare Temperaturdifferenz bestimmt. Die Wassermenge wird insbesondere durch die Durchlässigkeit, die Mächtigkeit des Gesteins und den Zufluss von Wasser bestimmt. Bei der Wassertemperatur kann grundsätzlich davon ausgegangen werden, dass diese an der Oberfläche rund 10°C beträgt und je 100 m Tiefe um 3 Grad zunimmt. In 1000 m Tiefe dürfen so rund 40°C, in 3000 m Tiefe 100°C erwartet werden. Insbesondere bei grösseren Brüchen und Störungszonen können diese Temperaturen je nach Wasserwegsamkeiten variieren.
 

Erfolgswahrscheinlichkeit für eine geothermische Nutzung
Wie oben beschrieben, braucht es Wasser und Wärme. Die Erfolgswahrscheinlichkeit wird somit bestimmt durch:

• Vorhandensein eines potentiellen Reservoirgesteins;
• der Reservoirtemperatur;
• der Wasserwegsamkeit, bei Festgestein bestimmt durch Bruchstrukturen, beim Paläokarst ob dieser offen ist und beim Lockergestein durch die Kornverteilung;
• den Wasserzufluss;
• den Wasserchemismus.

Die Wassertemperatur lässt sich gut vorhersagen. Das Risiko besteht vor allem betreffend der Wasserwegsamkeit. Mit zunehmender Tiefe steigt in der Regel das Risiko. Der Erfolg bei oberflächennahen Nutzungen lässt sich einfacher abschätzen.
 

Erforderliches Risikokapital und Chancen
Die Erkundung und Erschliessung der geothermischen Ressourcen erfordern:

• Datenerhebungen, z.B. mit 2D-, 3D-Seismik
• Sondierbohrungen inklusive Tests,
• Brunnenbauten, thermische Zentrale, Fernwärmenetz.

Die Kosten variieren dabei sehr stark in Abhängigkeit des gewählten Plays. Je tiefer der Zielhorizont, umso mehr Kapital ist in der Tendenz erforderlich. (siehe auch «Faktenblätter zu den einzelnen Plays»)

Im Folgenden werden die verschiedenen Plays/Nutzungsoptionen, die sich im Kanton St.Gallen anbieten, zusammengestellt und in Faktenblätter (PDF unten) beschrieben.

Insbesondere beim Bau, in geringem Mass auch beim Betrieb, geothermischer Anlagen können Erdbeben ausgelöst werden. Die Risiken

• nehmen mit der Tiefe des Reservoirs zu,
• sind im kompakten Kristallin höher als im Sedimentgestein,
• steigen mit grossen Injektions- und Fördermengen in kurzer Zeit,
• nehmen durch Stimulationsmassnahmen, unter anderem hohen Injektionsdrücken zu,
• werden begünstigt durch Injektionen nahe von Bruchzonen.

Mehr Informationen sind im Abschlussbericht «Potential der mitteltiefen und tiefen Geothermie im Kanton St.Gallen» zusammengestellt.

Im Abschlussbericht sind folgende Erschliessungstechniken beschrieben:

Eine zielführende Erkundung von Geothermischen Plays ist im Abschlussbericht «Potential der mitteltiefen und tiefen Geothermie im Kanton St.Gallen» Tabelle 7 zusammengestellt:

Die Förderung der tiefen Geothermie ist Aufgabe des Bundes. Die entsprechende Praxis kann ändern und ist deshalb jeweils beim Bund abzuklären. Im Folgenden ist der Stand von Februar 2026 zusammengestellt:

Die nachfolgenden Ausführungen gelten zum Zeitpunkt der Publikation dieses Berichts im Jahr 2026. Aufgrund der Sparbemühungen des Bundes muss davon ausgegangen werden, dass die Förderbeiträge aus der CO2-Gesetzgebung und die Innovationsbeiträge ab dem Jahr 2027 gestrichen werden.
 

Energiegesetzgebung

Die Prospektion und Erschliessung von geothermischen Ressourcen sowie die Erstellung neuer Geothermieanlagen wird gemäss Art. 27b des eidgenössischen Energiegesetzes (SR 730.0, abgekürzt EnG) mit einem Investitionsbeitrag von höchstens 60% der anrechenbaren Kosten unterstützt. Auch die Projektierung neuer Geothermieanlagen wird gemäss EnG Art. 27b Abs. 3 mit höchstens 40% der anrechenbaren Kosten unterstützt, wobei dieser Betrag von einem allfälligen Investitionsbeitrag abgezogen wird.

Gemäss EnG Art. 33 kann bei Geothermieanlagen zur Stromproduktion anstelle des Investitionsbeitrags eine Geothermie-Garantie zur Risikoabsicherung von Investitionen im Rahmen der Prospektion und der Erschliessung von geothermischen Ressourcen sowie der Errichtung von Geothermieanlagen beantragt werden. Gemäss Art. 26 der Energieverordnung wird die Garantie bei Misserfolg vollständig und bei Teilerfolg anteilsmässig ausbezahlt.

CO2-Gesetzgebung

Für Geothermieprojekte für die Wärmebereitstellung werden gemäss Art. 34a Abs. 1 Bst. a und b des Bundesgesetzes über die Reduktion der CO2-Emissionen (SR 641.71, abgekürzt CO2-Gesetz) sowie Art. 112 Abs. 2 der CO2-Verordnung (SR 641.711) Beiträge von bis zu 60% der anrechenbaren Investitionskosten gewährt. Die anrechenbaren Investitionskosten werden detailliert im Anhang 12 der CO2-Verordnung aufgeführt.
 

Innovation

Weiter besteht die Möglichkeit, über die Sektion Energieforschung und Cleantech des Bundesamts für Energie Finanzhilfen für Energieforschungs-, Pilot- und Demonstrationsprojekte zu beantragen. Das Projekt muss ein entscheidendes Anwendungspotenzial und einen hohen Innovationsgehalt aufweisen sowie einen Mehrwert für die Allgemeinheit schaffen. Der Beitrag liegt bei 40 % der nicht amortisierbaren Mehrkosten.

Risikoabsicherung für thermische Netze und thermische Langzeitspeicher

Seit Anfang 2025 können Projekte zur Wärmebereitstellung und -speicherung, zu denen z.B. Geothermieprojekte in den quartären Rinnen zählen, mittels Risikoabsicherung durch den Bund gefördert werden. Dabei können bis zu 50 % der anrechenbaren Kosten bis maximal 5 Millionen Franken abgesichert werden. Für Verbünde aus einem thermischen Netz in Verbindung mit einem thermischen Langzeitspeicher ist es sogar möglich, für beide eine separate Absicherung zu erhalten, solange beide die Kriterien erfüllen.

Das Wissen und die Erfahrungen über den Untergrund aus benachbarten Regionen sind von grosser Bedeutung. Dieses Wissen ist, soweit vorhanden und verfügbar, in den präsentierten Unterlagen berücksichtigt. Im Kanton Thurgau sind umfangreiche Untersuchungen geplant, die auch für den Kanton St.Gallen wertvolle Informationen liefern werden. Insbesondere von Interesse ist, ob und in welchem Ausmass ein Permokarbontrog vorhanden ist und ob Bruchstrukturen vorhanden sind, in welchen Wasser zirkulieren kann. Mit Ergebnissen ist ab dem Jahr 2028 zu rechnen.

Wissensstand

Die Tiefenlage und der Schichtverlauf der geologischen Einheiten können rund um die Stadt St.Gallen dank der 3D-Seismik und der Tiefenbohrung bis in die Tiefe der Malmkalke sehr gut prognostiziert werden. Im restlichen Kantonsteil sind die Erkenntnisse weniger genau, erlauben aber approximative Angaben. Je tiefer, desto mehr Unsicherheiten bestehen dabei. Die für die Geothermie in den Festgesteinen wichtigen Bruch- und Störungszonen können vermutet werden. Deren genauer Verlauf aber ist abgesehen von der Region St.Gallen unbekannt. Die zumeist alten 2D-Seismikprofile im Kanton sind nicht zugänglich und/oder weisen oft eine bescheidene Qualität auf. Mit den vorhandenen Unterlagen lassen sich Bohrziele in Bruchzonen nicht oder nur ungenau prognostizieren. Gleichwohl reicht der Datenbestand aus, die Tiefenlage und den Verlauf der Schichten in weiten Gebieten des Kantons grob zu definieren. Damit können auch die je Region möglichen Nutzungsmöglichkeiten und Plays aufgezeigt werden.

Die in der Eiszeit im Rheintal und der Seezebene entstandenen 200 bis 600 m tiefen Rinnen sind nachgewiesen. Deren Tiefe variiert. In diesen Rinnen sind unter mächtigen Seebodenablagerungen zumindest lokal durchlässige Kiese und Sande zu erwarten. Aus diesen kann leicht erwärmtes Wasser gewonnen oder aber Energie für eine spätere Nutzung gespeichert werden. Die genaue Tiefe und Lage dieser Rinnen und inwiefern an deren Sohle durchlässige Sand- und Kiesschichten vorhanden sind, müsste mittels 2D-Seismik und Probebohrungen bestimmt werden.

Die geologisch interessanten Plays in den harten und brüchigen Helvetischen Decken und dem autochthonen Mesozoikum (insbesondere Kalke und Dolomite) sind in der Regel bei Brüchen für eine geothermische Nutzung von Interesse. Die Malmkalke wie auch der kristalline Untergrund waren früher teilweise der Verwitterung ausgesetzt und können oberflächlich eine erhöhte Wasserwegsamkeit aufweisen. Das Wissen ist in der Regel nur grob und müsste mit zusätzlichen Abklärungen wie Seismikkampagnen vertieft werden.

Geothermisches Potential

Das geothermische Potential ist ein Produkt aus der nutzbaren Wärme und der Wassermenge (c*Q*ΔT). Bei den eiszeitlichen Rinnen kann in der Regel nur ein geringes ΔT genutzt werden, doch kann mit eher grossen Wasserwegsamkeiten gerechnet werden. Hier ist zudem von Interesse, dass sich in diesen Rinnen Energie speichern lässt. Bei thermischen Nutzungen im Fels wird je nach Tiefenlage und Play von Quelltemperaturen von 30 bis deutlich über 100°C ausgegangen. In diesen Fällen ist in der Regel mit geringeren Wassermengen zu rechnen. Typischerweise ist mit einer thermischen Leistung von 0.5 bis 3 MW, im Idealfall bis zu 10 MW zu rechnen. Dabei ist anzumerken, dass je Rinne oder Störung auch mehrere Förderbrunnen oder Brunnendubletten möglich sind. Die Bruchzonen in untiefen Kalksteinen der Helvetischen Decken sowie die basalen Schotter der eiszeitlichen Rinnen sind aus heutiger Sicht die Plays mit den tiefesten Risiken und dem geringsten Mitteleinsatz für die Erschliessung. Für die beiden attraktiven Plays können im Kanton St.Gallen 10 bis 30 Dubletten erstellt werden. Dazu kommt das Speicherpotential in den eiszeitlichen Rinnen. Wird angenommen, dass je 4 Dubletten in den aussichtreichsten Plays des Helvetikums, des autochthonen Mesozoikums und im Kristallin sowie 20 Dubletten in den Rinnen erstellt werden, so könnten im Kanton St.Gallen rund 200 GWh Wärme gefördert werden.

Falls sehr tiefe Plays erschlossen werden, kann zusätzlich zur thermischen Nutzung elektrische Energie produziert werden. Dazu müssen sehr tiefe Plays erschlossen werden, was teurer und risikoreicher ist als die weniger tiefen Plays. Andererseits weisen tiefe Anlagen ein höheres Potential auf. Die hohen Temperaturen bedingen sehr tiefe Plays, wo der hohe Bergdruck eher zum Verschluss der Brüche geführt hat und in der Folge davon die Wasserwegsamkeiten eher gering sind. Die Wasserwegsamkeiten bei geringem seismischem Risiko zu erhöhen wird aktuell in Haute-Sorne im Kanton Jura erprobt. Diese Ergebnisse sollten abgewartet werden, bevor in diese Technik investiert wird.

Wirtschaftlichkeit und Risiken

Je tiefer gebohrt wird, desto mehr nehmen die Bohrkosten, die technischen Risiken und das Fündigkeitsrisiko zu. Eine Bohrung in 1'000 m Tiefe verursacht Kosten von 1 bis 3 Mio. Franken. Bei Bohrungen tiefer als 2'000 m kostet allein das Bohren je Meter 7'000 bis 12'000 Franken. Dazu kommen ergänzende Untersuchungen wie Seismik, die ebenfalls mit der Tiefe zunehmen. Dazu gilt generell, dass je tiefer das Bohrziel, desto grösser das Risiko. Die Erfolgschancen z.B. bei untiefen Bruchzonen der Malm- und Kreidekalke der helvetischen Decken sowie bei den basalen Schottern der eiszeitlichen Rinnen wird als grösser beurteilt als bei sehr tiefen Horizonten. Im Falle eines Erfolges aber bieten tiefe geothermische Anlagen die grösseren Chancen. Kostenschätzungen sind unter «Faktenblätter zu den einzelnen Plays» zusammengestellt. Stand Anfang 2026 fördert der Bund Anlagen, wobei wegen des Sparzwangs gewisse Förderungen gekürzt oder gestrichen werden.

Die Weiterentwicklung und Nutzung der tiefen Geothermie setzt zwingend voraus, dass das lokale Wissen zum Untergrund weiter vertieft wird. Ohne diese Vorarbeiten bleibt der Untergrund eine Blackbox. Je nach Play/Zielhorizont  sind dazu technische Untersuchungen wie z.B. die 2D- oder 3D-Seismik erforderlich. Um das finanzielle Risiko zu minimieren, ist ein stufenweises Vorgehen oft sinnvoll.