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Stand und Perspektiven der Geothermie in M-V
Jens-Uwe Kühl - H.S.W. Ingenieurbüro Gesellschaft für Energie und Umwelt mbH
Bildquelle: www.wikipedia.de/innerer Aufbau der Erde
Erdkruste
0 – 35 km
Oberer Mantel
35 – 410 kmÜbergangszone
410 – 660 km
Temperaturen
Erdkruste: bis 600 °C
Mantel: bis 2.000 °C
Kern: bis 6.000 °C
99 %der Erde sind heißer als
1.000 °C
von dem
1 % sind 99 % heißer als
100 °C
• Aus dem Inneren unseres Planeten steigt ein ständiger Strom von
Energie an die Oberfläche.
• Die Erde strahlt täglich etwa viermal mehr Energie in den Weltraum ab,
als wir Menschen derzeit an Energie verbrauchen.
• 30 % des an die Erdoberfläche steigenden Energiestroms kommen aus
dem heißen Erdkern selbst.
• 70 % entstehen durch den fortwährenden Zerfall natürlicher radioaktiver
Elemente im Erdmantel und in der Erdkruste.
Diese in der Erde gespeicherte Wärme ist
„nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich“
gleichzusetzen mit „nachhaltig verfügbar“ / „regenerativ“ / „erneuerbar“
3,62 ° K / 100 m
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Temperatur in °C
Teu
fe i
n m
Temperatur-Tiefen-Beziehung in Norddeutschland
Quelle: GTN
ZONEN:
Solarspeicherzone
(beeinflusst u.a. durch Klima,
Grundwasser, Bebauung)
Geosolarer Bereich
(neutrale Zone)
Terrestrische Zone
Geothermischer Gradient Ø 3 K/100 m
Temperaturen im oberflächennahen Untergrund
Bildquelle: HSW, frei nach Panteleit & Mielke, 2010
Temperaturen im oberflächennahen Untergrund
Bildquelle: Umweltatlas Berlin 2012, Grundwassertemperatur 20 m unter der Erdoberfläche
Temperaturen im oberflächennahen Untergrund
Bildquelle: Leitfaden zur Erdwärmenutzung in Hamburg, Temperatur in der Tiefe von -100 m NN
„Oberflächennahe“ und „Tiefe“ Geothermie
Differenzierung:
allgemein …
… Oberflächennahe Geothermie = Nutzung von Energie bis max. 400 m
… Tiefe Geothermie = Nutzung von Erdwärme ab 400 m Tiefe
vielmehr …
…Unterschiede der thermischen und geologischen Gegebenheiten
…Unterschiede in den Verfahren der Erschließung, Förderung und Nutzung
…Unterschiede an die Anforderungen der Planung und Ausführung
„Oberflächennahe“ und „Tiefe“ Geothermie
Anzahl und Leistung der
Anlagen:
ONG: ca. 350.000 Stk. mit
ca. 20.000 Stk./a
ca. 4.100 MW
TG: 33 Stk. in Betrieb mit
ca. 303 MWth. und
ca. 37 MWel.
in Bau 3 Stk.
in Planung 30 Stk.
• typische Erschließungstiefen zwischen 1,2 m und 200,0 m
• vorrangig Lockergestein (Kies, Sand, Schluff, Ton, Kreide)
• geologische und bohrtechnische Risiken gering / beherrschbar
• Nutztemperaturen ca. 9…14 °C
• Einsatz „erdgekoppelter“ Wärmepumpen erforderlich
• auch zur Gebäudekühlung einsetzbar
• nahezu ausschließlich dezentrale Wärme-(Kälte-)versorgung
• Teil der aktuell möglichen Versorgungsoptionen gemäß EnEV und
EEWärmeG im Gebäudeneubau
Oberflächennahe Geothermie in M-V
Zahlen: Oberflächennahe Geothermie in Deutschland / M-Vinstallierte Anlagen / Wärmepumpen (WP)
343
274
339 333
269 271
223 218
550
474
122
82 79 7856
71
0
100
200
300
400
500
600
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
dokumentierte Erdwärmeanlagen/WP in MV 2006 - 2016
LUNG M-V Agentur für Erneuerbare Energien
Quelle: Bundesverband Wärmepumpe – Absatzzahlen bundesweit
2016 = 20.700 erdgekoppelte Wärmepumpen
Quellen: LUNG M-V – über Anfragen bei den Unteren Wasserbehörden des Landes
Agentur für Erneuerbare Energien – über das MAP geförderte Wärmepumpenanlagen
konkrete Aussage zu M-V nicht möglich!
Zahlen: Wärmepumpen in Deutschland
Prognose aus 2009
Quelle: Bundesverband Wärmepumpe, WP-Absatzzahlen bundesweit, Prognose aus dem Jahr 2009
Prognosen insgesamt schwierig!
Stand 2016 = 66.500 Stück
Zahlen: Oberflächennahe Geothermie in Rostock
durch die H.S.W. GmbH konzipierte Anlagen (ca. 160 Stk.)
Zahlen: Oberflächennahe Geothermie in Rostock
Beispiel:
AIDA - Home
39 Erdwärmesonden a 100 m Tiefe
3.900 Gesamtbohrmeter
Heizwärme: 200 kW
255 MWh/a
Kühlung: 200 kW
170 MWh/a
+ Fernwärme / KältemaschinenQuelle: AIDA-Cruises
Zahlen: Oberflächennahe Geothermie in Rostock
Beispiel:
ZMF –
Universitätsmedizin
Rostock
52 Erdwärmesonden a 110 m Tiefe
5.720 Gesamtbohrmeter
Heizwärme: 300 kW
800 MWh/a
Kühlung: 300 kW
550 MWh/a
+ Fernwärme / KältemaschinenQuelle: BBL M-V
Zahlen: Oberflächennahe Geothermie in Rostock
Beispiel:
Inselquartier der WIRO
80 Erdwärmesonden a 110 m Tiefe
8.800 Gesamtbohrmeter
Heizwärme: 100 % Geothermie
300 kW
550 MWh/a
Warmwasser: über Fernwärme
Quelle: WIRO
Fördermöglichkeiten für die Nutzung
von Oberflächennaher Geothermie bzw. den
Einsatz von Wärmepumpen
• Bundesförderung über das BAFA bzw. die KfW
• Klimaschutzförderrichtlinie für Kommunen (EFRE)
• Klimaschutzförderrichtlinie für Unternehmen (EFRE)
• Klimaschutzförderrichtlinie im ländlichen Raum (ELER)
Rahmenbedingungen der
Oberflächennahen Geothermie in M-V
• vergleichsweise günstige geologische Standortbedingungen
• im Bundesvergleich moderate Genehmigungsverfahren
• gute Fördermöglichkeiten
• allgemein und politisch akzeptiert und unterstützt
• geologisches Landesamt unterbesetzt
• kaum Bohrbetriebe in M-V mit Spezialisierung in der
Geothermie
• bundesweit hohe Strompreise und günstige Gaspreise
(EEG-Umlage auf CO2-arme Wärmeversorgung ???)
förderlich:
Hemmnisse:
Bedeutung der Oberflächennahen Geothermie in M-V
• Möglichkeit zur dezentralen, auf regenerative Energien basierenden
Wärmeversorgung im Flächenland M-V
• Während die anderen regenerativen Quellen im Ausbau eingeschränkt
werden, hat die Geothermie noch das größte Wachstumspotential
• autarke Insellösungen mit Geothermie, PV (und ggf. Wind) werden
zunehmen
• das Stromangebot aus Erneuerbaren Energien ist mittels erdgekoppelter
Wärmepumpe effizient nutzbar („Power-to-Heat“ mit 1 kWh Strom
werden 3 bis 5 kWh Wärme bereit gestellt)
• Wärmepumpen sind Smart Grid - fähig
• Wärmepumpen unterstützen somit die „Sektorenkopplung“
• Erschließungstiefen zwischen 700 m und 2.450 m
• installierte Gesamtleistung ca. 24 MWth
• ausschließlich Hydrogeothermie mit der Nutzung von Aquiferen
(wasserführende Sand- bzw poröse Sandsteinschichten)
• Nutztemperaturen ca. 21…99 °C
• ausschließlich zur Wärmeversorgung, keine Stromerzeugung
• Nutzung für Thermalbäder und Fernwärmeeinspeisung
Tiefe Geothermie in M-V
Tiefe Geothermie in M-V
Quelle: Geotis – Geothermisches Informationssystem für Deutschland (Stand: 2015)
Anlagen in Betrieb:
Neustadt-Glewe
Waren
Neubrandenburg
Binz (Therme)
Sassnitz-Dwasieden ? (Therme)
Lauterbach ? (Therme)
Anlagen in Planung:
Schwerin
Usedom – Kaiserbäder
Usedom – Karlshagen
Stralsund (außer Betrieb)
Zahlen: Tiefe Geothermie in M-V
Neubrandenburg
Dublette mit Förder- und
Injektionsbrunnen
Tiefe: 1.185 m bis 1.285 m
Temperatur: ca. 55 °C
Nutzung als saisonaler Thermal-
speicher zur Fernwärmeversorgung
Injektionstemperatur ca. 85…90 °C
Quelle: Wikipedia
Zahlen: Tiefe Geothermie in M-V
Waren
Dublette mit Förder- und
Injektionsbrunnen
Tiefe: 1.200 m bis 1.655 m
Temperatur: ca. 62 °C
Leistung: ca. 8,3 MWth
Wärmelieferung: ca. 10,2 MWh/a
Nutzung zur Fernwärmeversorgung
und Thermalsolegewinnung
Heiznetz: 70/50 °C
Quelle: Stadtwerke Waren GmbH
Zahlen: Tiefe Geothermie in M-V
Neustadt Glewe
Dublette mit Förder- und
Injektionsbrunnen
Tiefe: Förderbrunnen 2.455 m
Injektionsbrunnen: 2.335 m
Temperatur: ca. 98 °C
Nennleistung: ca. 11 MWth
Wärmlieferung: ca. 16 MWh/a
Nutzung zur Fernwärmeversorgung
Heiznetz: 90/70 °CQuelle: Wikipedia
Rahmenbedingungen der
Tiefen Geothermie in M-V
• vergleichsweise günstige geologische Standortbedingungen
• gute Fördermöglichkeiten
• allgemein und politisch akzeptiert und unterstützt
• Problem der Abnehmer (Nahwärme-/ Fernwärmenetze)
• hohe Investitionskosten
• zu leistender hoher Eigenmittelanteil
(nur durch Kommunen/Energieversorger leistbar)
• lange Projektentwicklungszeit, ca. 3…5 Jahre
• relativ niedrige Preis der fossilen Primärenergieträger
förderlich:
Hemmnisse:
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