Machbarkeitsstudie zur Nutzung von mitteltiefer Geothermie im Badepark Berenbostel

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Ilse Messner
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1 Machbarkeitsstudie zur Nutzung von mitteltiefer Geothermie im Badepark Berenbostel Dipl.-Ing. Björn Oldorf Dipl.-Ing. Jens-Uwe Kühl M.Sc. Geow. Jan Kuhlmann

2 H.S.W. Ingenieurbüro Gesellschaft für Energie und Umwelt mbh Gründung: 1991 in der Hansestadt Rostock Schwerpunkte: Grundwasser, Altlasten, Geotechnik...seit 1995 erste Projekte Geothermie...heute: u.a. Planungen für Geothermie, Solarparks, Energiekonzepte...seit 2005 Spezialleistung Geothermal Response Test und FEM-Simulationen Kunden: nationale und internationale Investoren, Projektgesellschaften, private und öffentliche Auftraggeber

..seit 1995 erste Projekte Geothermie...heute: u.a. Planungen für Geothermie, Solarparks, Energiekonzepte.

3 Definitionen Was ist Geothermie/Erdwärme? Geothermische Energie ist die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Erdoberfläche. Was ist mitteltiefe Geothermie? Die thermische Nutzung des Untergrundes im Teufenbereich von ca. 400 bis m. Herkunft der Erdwärme 1. Atmosphärische Einflüsse (Sonne etc.) 2. Erdinneres (Gravitationsenergie/Ursprungswärme/ Zerfall radioaktiver Isotope)

Was ist mitteltiefe Geothermie? Die thermische Nutzung des Untergrundes im Teufenbereich von ca.

4 Temperaturniveaus in Garbsen/Berenbostel Mittlere Untergrundtemperatur bis 800 m: C Quelle: GeotIS

5 Warum mitteltiefe Geothermie? Nachteile, verglichen mit oberflächennaher Geothermie: - technisch aufwendiger - größeres Bohrrisiko - höhere Bohrmeterpreise - Kühlbetrieb i.d.r. nicht möglich Erfolgreich realisiert in: - Heubach (Hessen) 770 m - Nienburg (NRW) 400 m - Osnabrück (NI) 360 m - Landau (RP) 800 m Vorteile: - geringer Platzbedarf - hohe Entzugsarbeit pro Meter - grundlastfähig - effizient, hohe Leistungszahlen - Nutzung bewährter Bohrtechnik - genehmigungsrechtlich relativ unbedenklich (geschlossene Systeme) - Bohrungen finanziell gefördert ab 400 m Tiefe

d.r. nicht möglich Erfolgreich realisiert in: - Heubach (Hessen) 770 m - Nienburg (NRW) 400 m - Osnabrück (NI) 360 m - Landau (RP) 800 m

6 Beispiele Erdwärmesonden, Bohrung und Ausbau Quelle: REHAU Quelle: Celler BB Quelle: GWE

7 Voraussetzungen am Standort Teufe [m] Petrografie Stratigrafie Geschiebemergel Pleistozän, Quartär Fein- bis Mittelsand Pleistozän, Quartär Ton, Tonmergel, Tonstein Übergang von Sandstein in Mergelstein und Tonstein Apt/Barrêmium, Unterkreide Berriasium, Unterkreide Tonstein Tithonium, Oberjura Mergelstein, Übergang zum Liegenden in Tonstein Tithonium, Oberjura Quelle: Umweltkarten Niedersachsen Beurteilungsgrundlage Geologie: - Explorationsbohrung bis 821 m - Erdwärmebohrungen bis 150 m Dolomit, Kalkstein, Tonstein Mergelstein, Tonstein Wechsellagerung von Tonstein, Kalksandstein und Sandstein >800 Tonstein Kimmeridgium, Oberjura Callovium, mittlerer Jura Bathonium, mittlerer Jura Bajocium, mittlerer Jura Quelle: LBEG

Tithonium, Oberjura Quelle: Umweltkarten Niedersachsen Beurteilungsgrundlage Geologie: - Explorationsbohrung bis 821 m - Erdwärmebohrungen bis 150 m 531-592 Dolomit, Kalkstein, Tonstein 592-640

8 EWS Vorzugsvariante (vorläufig) Koaxial-Sonde nach Muster Heubach : - Tiefe ca. 800 m - Außenrohr: Stahl, ca. 180 mm Durchmesser - Innenrohr: GFK, ca. 90 mm Durchmesser - Bohrloch: teleskopiert mit abnehmendem Bohrdurchmesser, verrohrt, zementiert Quelle: HLUG

9 Vorhabensstandort und Platzbedarf der Bohrungen ca. 50 x 35 m

10 Ergebnisse der numerischen Simulation Temperaturausbreitung voraussichtlich auf Grundstücksfläche beschränkt Abstand der zweiten Sonde sollte ca m betragen

11 Wärmebedarf und dessen prognostizierte Abdeckung Gebäudeseitiger Bedarf (derzeitige Versorgung über Fernwärme): Jahresabnahme Wärme: ca MWh/a Anschlussleistung: ca. 650 kw Ergebnis der Potentialberechnungen für zwei EWS à 800 m (im Grundlastbetrieb bei Vollbenutzungsstunden) elektrische Wärmepumpe: gasbetriebene Wärmepumpe: Dauerleistung 70 kw Wärme ca. 600 MWh/a (ca. 30 % des Bedarfs) Dauerleistung 190 kw Wärme ca MWh/a (ca. 75 % des Bedarfs)

650 kw Ergebnis der Potentialberechnungen für zwei EWS à 800 m (im Grundlastbetrieb bei 8.

12 Investitionskosten Bohrungen Variante 1 Variante 2 (strombetriebene WP) (Gas-Absorptions-WP) Kurzbeschreibung Kosten [ ] Kosten [ ] zwei Bohrungen a 800 m, Horizontalanbindung Erdwärmesonden zwei Sonden, Wärmepumpen Installationskosten Haustechnik Erschließungskosten Abzug KfW Bohrkostenzuschuss + Anlagenförderung für 70 kw (V1) bzw. 190 kw (V2) Heizleistung Installationen in der WP- Zentrale, MSR-Technik Gasversorgung und Rauchabführung ab 400 m 375 /m, 200 /kw Ingenieur- und Planungskosten Geothermie Planung, Baubegleitung Summe Geothermie

000 Wärmepumpen Installationskosten Haustechnik Erschließungskosten Abzug KfW Bohrkostenzuschuss + Anlagenförderung für 70 kw (V1) bzw.

13 Statische Amortisation Variante 1 (Strom-WP) Variante 2 (Gas-WP) Aktuell (Fernwärme) Stromverbrauch [MWh/a] Gasverbrauch [MWh/a] Fernwärmeverbrauch [MWh/a] Summe Verbrauchskosten [ /a] Wartungskosten [ /a] Einsparung Leistungspreis Fernwärmeanschluss [ /a], 37 /kw Summe Betriebskosten [ /a] Betriebskosteneinsparung [ /a] Investitionskosten [ ] Amortisationszeitraum statisch [a] 48,2 18,9 - Bezugspreise für Primärenergie: Strom: 16,0 ct/kwh, Erdgas: 6,0 ct/kwh, Fernwärme: - 9,9 ct/kwh bei Abnahme von ca MWh/a - 11,0 ct/kwh bei Abnahme von ca MWh/a - 13,0 ct/kwh bei Abnahme von ca. 500 MWh/a.

000 0 Summe Betriebskosten [ /a] 171.100 125.500 198.000 Betriebskosteneinsparung [ /a] 26.900 72.500 0 Investitionskosten [ ] 1.296.000 1.367.

14 Dynamische Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 3 % Preissteigerung pro Jahr, 3,6 % Zins Kosten [ ] Kostenvergleich Geothermie mit Fernwärmeversorgung GK Geothermie Strom-WP vk Geothermie Strom-WP GK Geothermie Gas-WP vk Geothermie Gas-WP GK Fernwärme Jahr Wirtschaftlichkeit Strom-WP: Wirtschaftlichkeit Gas-WP: 25. BJ (Gesamtkostenbetrachtung) 8. BJ (dito)

000 Kostenvergleich Geothermie mit Fernwärmeversorgung GK Geothermie Strom-WP vk Geothermie Strom-WP GK

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Gerhart-Hauptmann-Str. 19 D Rostock Fon: 0049(0)381/ Fax: 0049(0)381/ Mail: info@hsw-rostock.de Internet:

19 D - 18055 Rostock Fon: 0049(0)381/252 898 0

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