Stand und Perspektiven der Geothermie in M-V · werden, hat die Geothermie noch das größte Wachstumspotential • autarke Insellösungen mit Geothermie, PV ... PowerPoint-Präsentation

Stand und Perspektiven der Geothermie in M-V

Jens-Uwe Kühl - H.S.W. Ingenieurbüro Gesellschaft für Energie und Umwelt mbH

Geothermie

Ist

regenerativ?

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“

Geothermie

Nutztemperaturen in der

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


Bildquelle: Umweltatlas Berlin 2012, Grundwassertemperatur 20 m unter der Erdoberfläche


Bildquelle: Leitfaden zur Erdwärmenutzung in Hamburg, Temperatur in der Tiefe von -100 m NN

Geothermie

Differenzierung in der

„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.

Geothermie

Oberflächennahe

in M-V

• 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.)


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


Beispiel:

ZMF –

Universitätsmedizin

Rostock



Heizwärme: 300 kW

800 MWh/a

Kühlung: 300 kW

550 MWh/a

+ Fernwärme / KältemaschinenQuelle: BBL M-V


Beispiel:

Inselquartier der WIRO



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“

Geothermie

Tiefe

in M-V

• 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


Waren


Injektionsbrunnen

Tiefe: 1.200 m bis 1.655 m


Leistung: ca. 8,3 MWth

Wärmelieferung: ca. 10,2 MWh/a

Nutzung zur Fernwärmeversorgung

und Thermalsolegewinnung

Heiznetz: 70/50 °C

Quelle: Stadtwerke Waren GmbH


Neustadt Glewe


Injektionsbrunnen

Tiefe: Förderbrunnen 2.455 m

Injektionsbrunnen: 2.335 m


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:

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Quelle: http://www.santherr-geothermietechnik.com/

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