Erdwärme zum Heizen und für Strom

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1 Erdwärme zum Heizen und für Strom GEOTHERMIE.CH Schweizerische Vereinigung für Geothermie Société Suisse pour la Géothermie 8500 Frauenfeld Dr. Roland Wyss Generalsekretär Geologe CHGEOLcert/SIA Bauen und Modernisieren, September 2014 Inhalt > Woher kommt die Wärme? > Prinzipielle Nutzungsmöglichkeiten > Wie kann die Erdwärme zum Heizen genutzt werden? > Strom aus Geothermie 1

2 Geothermie 99% der Erde ist über 1000 C heiss. Nur 0.1% sind kälter als 100 C. Temperaturverlauf in der Erde 2

3 Oberflächennahe Erdwärme Temperaturzunahme mit der Tiefe 3 C pro 100 m Tiefbohrung Siblingen (SH) > 58 C in 1500 m Tiefe 3

4 A B C D A B C D Indirekte Wärmenutzung zu Heizzwecken mittels Wärmepumpe Direkte Wärmenutzung zu Heizzwecken (Grundwasser oder tiefe Erdwärmesonde) Wärmenutzung zur Stromproduktion aus Tiefengrundwasser (hydrothermale Tiefengeothermie) Wärmenutzung zur Stromproduktion aus trockenem Gebirge (petrothermale Tiefengeothermie, Enhanced Geothermal System, EGS) Erdwärmesonde Duplex-Erdwärmesonde Ø 25 / 32 / 40 / 50 mm PE 100 / PN 16 nahtlos SKZ Würzburg geprüft 100 bis 400 m Tiefe Leistung ca. 50 W/m bei Standardnutzung zum Heizen Lebensdauer > 100 Jahre Hinterfüllung mit Zement- Bentonit-Injektion im Contractorverfahren Abdichtung des Bodens Verhindert die Verbindung verschiedener Grundwasserhorizonte Gewährt einen definierten Wärmeschluss zum Erdreich 4

5 2B 1B 20B 26B 32B 7B 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A 10A 3B 4B 11B 11A 12A 13A 14A 15A 16A 17A 14B 5B 18B 13B 21B 27B 33B 12B 8B 19B 6B 15B 22B 28B 18A 34B 9B 16B 23B 25B 31B 19A 25A 31A 29B 35B 10B 17B 20A 26A 32A 21A 27A 33A 24B 30B 22A 28A 34A 23A 29A 35A 24A 30A Ø 40m Zuleit ung Ø 40mm Verteil er mit Mauerkragen Verlegung auf Magerbeton I m Bereic h Vert eil er max. 3 lagig, (12cm) sons t max. 2-lagig (8 c m) Die Rohre s ind auf dem Magerbeton mi t Rohrbriden z u befest igen P feiler / Kanal isation sind zu umfahren Erdwärmenutzung in der Schweiz (EWS) > ~ Erdwärmesonden-Anlagen (Ende 2012) > ~ Grundwasser-Anlagen in der Schweiz in Betrieb > 2012 rund 2500 Kilometer zur Erdwärmenutzung gebohrt Quelle: FWS Erdwärmesondenfelder > Dolder Grand Hotel, Zürich : - 1 GWh Heizenergie und 1 GWh Kühlenergie - 70 Erdwärmesonden à 152 m (> m) Erdwärmesonden 5

6 Energiepfähle Geostrukturen Fundationspfähle als Wärmetauscher Heizen und Kühlen analog einer Erdwärmesonde Quelle: A+W Zürich 6

7 Erdwärmekörbe > Erdwärmekörbe in der Tiefe von 1.5 bis 3.5 Meter > Temperaturbereich 6 bis 14 C > Euro Patent > bei kleineren Objekten oder Gebieten ohne EWS Bewilligung Horizontale Erdregister Clauser (2006) 7

8 Grundwassernutzung Strom aus Geothermie: Hydrothermale / petrothermale Systeme 8

9 Potenziale Potenzial Geothermie Theoretisches Potenzial Förderbarkeit Heat in Place Theoretischer Wärmeinhalt Erläuterung Im Gestein enthaltene Wärme Technisches Potenzial Technisch nutzbarer Wärmeinhalt Mit «bekannten» Methoden nutzbare mögliche Wärme Wirtschaftliches Potenzial Wirtschaftlich nutzbarer Wärmeinhalt Mit bekannten Methoden, wirtschaftlich nutzbare Wärme Geothermisches Potenzial in der Schweiz > PSI, 2005: - Theoretisches Potenzial km Tiefe à TWh th - Gewinnungsfaktor: 4 % - Wirkungsgrad: % à «Technisches» Potenzial: TWh e (Stromverbauch in der Schweiz: 59 TWh e pro Jahr) - Stromgestehungskosten: 7 15 Rp./kWh > Schätzungen BFE (2011) - Bis 2035: GWh/a (=ca MW) - Bis 2050: GWh/a (= ca MW) 9

10 Bohrungen in der Schweiz (>3000 m) Zusammenfassung > Wärmeproduktion - Rahmenbedingungen bekannt - Technologien bekannt - Wirtschaftlich - Qualität muss sichergestellt werden > Stromproduktion - Grosses Potenzial - Steht am Anfang - Technologie muss entwickelt werden - Grosse Herausforderung 10

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