Geothermie. Potentiale im Oberrheintal und Chancen für die kommunale Energieversorgung. Dr. Ulrich Lotz Leiter Exploration GeoEnergy GmbH

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1 Geothermie Potentiale im Oberrheintal und Chancen für die kommunale Energieversorgung Dr. Ulrich Lotz Leiter Exploration GeoEnergy GmbH Alternative Energieversorgungssysteme, , John-Deere-Forum Mannheim

2 Inhalt Wer ist die GeoEnergy GmbH? Warum sollten wir Erneuerbare Energien nutzen? Was können Erneuerbare zur Energieversorgung beitragen? Was ist Geothermie? Warum sollte man (Tiefen)Geothermie nutzen? Welche Vorteile können Kommunen durch die Nutzung von (Tiefen)Geothermie erzielen? Ist die Nutzung von Tiefengeothermie gefährlich? 2

3 Daten zur GeoEnergy GmbH : Gründung der GeoEnergy GmbH in Frankfurt September 2005: seit 2005: November 2011: Büroeröffnung in Karlsruhe (heute: 10 Mitarbeiter: Geologen, Geophysiker, GIS-Fachleute, Bauingenieure) permanente Konzessionierung von Geothermie-Aufsuchungsfeldern - teilweise gemeinsam mit Stadtwerken oder Forschungseinrichtungen - aktueller Stand: 12 Aufsuchungsfelder mit 900 km² in 3 Bundesländern Eingliederung in den F.I.S.I.-Konzern Unternehmensziele: - serielle Entwicklung und Bau von Geothermieanlagen ( Kraftwerke ) - Ausführung aller Projektphasen von der Exploration bis zum Kraftwerksbetrieb aus einer Hand - maximale Lernkurve im eigenen Haus - Investitionen in Aufsuchungs- / Explorationstätigkeiten bis heute: ca. 35 Mio. Euro - Projekte in Ausführung: Brühl (Baden-Württemberg) erste Bohrung fündig - Projekte im Genehmigungsverfahren (Stand 2008/ 2009): Schaidt, Dierbach, Haßloch, Otterstadt, Geinsheim (Altdorf) (alle Rheinland-Pfalz) 3

4 Warum Erneuerbare Energien? 4

5 Warum Erneuerbare Energien? 5

6 Erneuerbare Energien die Lösung? Windenergie: - überall verfügbar, aber in sehr unterschiedlicher Leistung - unstet und daher nicht planbar - zwischen 25 und max. 60 % der Jahresstunden verfügbar - Entstehung oft dann, wenn kein Bedarf besteht - zusätzlich Speicher und Transportleitungen (weitere Kosten) - nur Stromerzeugung, keine Wärme Solarenergie: - überall verfügbar, aber in sehr unterschiedlicher Leistung - unstet und daher nicht planbar - nur ca Stunden pro Jahr verfügbar (15 bis 25 %) - Hauptmenge am Tag und mittags, wenn auch Bedarf hoch - vordergründig günstig, aber zusätzlich Speicher erforderlich Biomasse: - überall verfügbar und grundlastfähig (regelbar) - verfügbare Menge begrenzt (Konkurrenzsituation mit Flächen für die Nahrungsmittelproduktion und Forstwirtschaft ) Wasserkraft: - nur lokal realisierbar - grundlastfähig und regelbar - erhebliche Landschaftseingriffe 6

7 Was kann die Geothermie? Die Wärme im Erdinnern stammt: -> ca Prozent aus radioaktiven Zerfallsprozessen im Erdmantel und Erdkern -> ca Prozent Restwärme aus Zeit der Erdentstehung -> Anteil Walkenergie aus gravitativem Durchkneten der Erde 99 % der Erde sind heißer als C die täglich ungenutzt ins Weltall abgestrahlte Wärme beträgt das Vierfache des weltweiten Energiebedarfs 7

8 Was kann die Geothermie? Die Wärme im Erdinnern stammt: -> ca Prozent aus radioaktiven Zerfallsprozessen im Erdmantel und Erdkern -> ca Prozent Restwärme aus Zeit der Erdentstehung -> Anteil Walkenergie aus gravitativem Durchkneten der Erde 99 % der Erde sind heißer als C 1 km³ Gestein mit > 100 C enthält den Energieinhalt von 1 Mrd. Litern Heizöl [Jährlicher Heizölverbrauch in Baden- Württemberg ca. 2 Mrd. Liter] die täglich ungenutzt ins Weltall abgestrahlte Wärme beträgt das Vierfache des weltweiten Energiebedarfs 8

9 Geothermiepotenzial Deutschland geothermische Gradienten: Norddeutsches Becken ~ 3.3 C/100 m Beer & Burtig 1999 Oberrheingraben (ORG) ~ 4.5 C/100 m (lokal 6 bis 10 C/ 100 m) Sauer et.al Nordalpines Molassebecken ~ 4 C/100 m Bertleff et al

10 ... warum Geothermie nutzen? Erzeugung Kohlekraftwerke/ AKW/ Windkraftanlagen Verbraucher 10

11 ... warum Geothermie nutzen? Vorteile nach menschlichem Ermessen unerschöpfliche Energiequelle jederzeit verfügbar und nach Bedarf regelbar grundlastfähige Energieversorgung (neben Biomasse einzige der EE!) gleichzeitige Bereitstellung von Strom und Wärmeenergie (bei Bedarf Kälte) sehr geringer Flächenverbrauch bezogen auf die erzeugte Energiemenge dezentrale Versorgung an jedem Ort möglich Möglichkeit der Energiespeicherung im Untergrund Nachteile (noch) hohe Investitionskosten (mehrere tausend Meter tiefe Bohrungen) Risiken bei der Exploration von Thermalwasser (Nicht-Fündigkeit) relativ geringer Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung (10 bis 15 %) bisher aus wirtschaftlichen Gründen noch standortgebunden (an Temperaturanomalien, Thermalwasservorkommen) seismische Risiken (beherrschbar) 11

12 Geothermische Nutzungsvarianten Wärmenutzung Stromerzeugung 12

13 Geothermie eine neue Technologie? 13 mehr als 400 geothermische Kraftwerke weltweit installierte elektrische Leistung ca. 11 GW (Deutschland: 30 MW)

14 Wärmenetze in Europa 14

15 Erdwärme-Netze in Europa Erdwärme-Netze in Europa (Stand 2011) (MW-Wärme) 15

16 Geothermieanlage Insheim ca. 40 MW thermische Leistung verfügbar (Thermalwasserstrom von 65-85l/s mit 160 C) daraus werden erzeugt: 4,8 MW elektrische Leistung an ca Stunden / Jahr = ca MWh pro Jahr -> ganzjährig Strom für ca Haushalte (Stadt mit bis Einwohnern) zum Vergleich: 3 große Onshore-Windräder mit je 1,5 bis 2 MW = 5 bis 6 MW etwa bis Stunden pro Jahr = bis MWh Versorgung von ca bis Haushalten.. aber nicht zu jeder Zeit verfügbar., Flächenverbauch wesentlich größer.. alternativ 40 MW thermische Energie versorgen ca bis Einfamilienhäuser mit Heizwärme und Warmwasser 16

17 Geothermische Nutzung (Strom+Wärme) Injektionspumpe Förderpumpe 17

18 Braucht die Region Geothermie? 18

19 Braucht die Region Geothermie? Herstellungskosten ca. 13 Mrd. EUR 19

20 Braucht die Region Geothermie? Geothermiepotenzial im rheinland-pfälzischen Oberrheingraben-Anteil 29 Erdwärme-Aufsuchungsfelder abgegrenzt Flächengröße ca km² Ein bis zwei Geothermieanlagen je Aufsuchungsfeld möglich Anlagen à 3-5 MWel Leistung (eine Anlage je 30 bis 50 km²) 150 bis 300 MW installierte Leistung (nur Strom), ca. 1,2 bis 2,3 TWh Strom ca. 5 bis 10 % des gesamten Strombedarfs von Rheinland-Pfalz auf ca. 10% der Landesfläche bereitgestellt Auf die Region Rheintal bezogen 30 bis 50 % der Stromversorgung darüber hinaus Bereitstellung von Wärme möglich 20

21 Tiefengeothermie im Oberrheingraben Ludwigshafen-Mannheim Haßloch Schwetzingen GeoEnergy- Aufsuchungsfelder im Oberrheingraben Landau Soultz s.f. Karlsruhe 21

22 Seismik-Erkundung des Untergrundes 22

23 Seismik-Erkundung des Untergrundes 23

24 Geologie Projekt Brühl 3D-Seismik-Area Heidelbergêr Becken 24

25 3D-Analyse Projekt Brühl GT 2 GT 1 Tiefen in m unter NN 25

26 3D-Modellierung und Planung Brühl 26

27 Bohrtechnische Erschließung Stahlrohre Zementation (grau) teleskopierte Bohrung ca m Abstand Grundwasservorkommen Thermalwasser- Vorkommen 27

28 Ergebnisse Bohrung Brühl GT1 Hochpermeable Störungszone unterhalb m Tiefe im Mittleren Buntsandstein angeschnitten Temperatur: > 153 C Freier artesischer Auslauf ca. 65 bis 70 l/s (Prognose > 120 l/s Förderung möglich) Einer der höchsten Produktivitätsindizes der bisherigen Bohrungen in Deutschland Elektrische Leistung 6 7 MW erzielbar (Ziel war 5 MW) 28

29 Vorteile für Kommunen Geothermische Fern- / Nahwärmeversorgung (Grundkosten Wärme ( Brennstoff ) konstant ca. 3 bis 5 ct / kwh) Abkoppelung von steigenden Energiepreisen für fossile Energieträger Kosten einer kwh Heizleistung (reine Betriebskosten) Ölheizung 13,7 ct Gas Brennwert-Heizung 9,1 ct Pelletheizung 11,2 ct Wärmepumpe (Erdkollektor) 4,4 ct Wärmepumpe (Grundwasser) 4,9 ct 29

30 Vorteile für Kommunen Geothermische Fern- / Nahwärmeversorgung (Grundkosten Wärme ( Brennstoff ) konstant ca. 3 bis 5 ct / kwh) Abkoppelung von steigenden Energiepreisen für fossile Energieträger 30

31 Vorteile für Kommunen Geothermische Fern- / Nahwärmeversorgung (Grundkosten Wärme konstant ca. 3 bis 5 ct/kwh) Abkoppelung von steigenden Energiepreisen für fossile Energieträger Stromerzeugung für eigene Netze; Strom zu marktgerechten Preisen über die neuen EEG-Regelungen ( Direktvermarktung ) möglich 31

32 Direktvermarktung lt. neuem EEG Aktuelle EEG- Einspeisevergütung: 25 ct/ kwh direkte Stromlieferung Geothermieanlage Stromkunde (z.b. Stadtwerke, Unternehmen etc.) Erstattung der Differenz aus durchschnittlichem Strom-Marktpreis im Vormonat und EEG-Vergütungssatz (z.b. 17 ct/kwh) EEG-Umlagetopf Marktüblicher Strompreis Grundpreis (z.b. 8 ct/ kwh) + geringere Netzgebühren, ggf. keine Maklergebühren für regionalen Energieversorger

33 Vorteile für Kommunen Geothermische Fern- / Nahwärmeversorgung (Grundkosten Wärme konstant ca. 3 bis 5 ct/kwh) Abkoppelung von steigenden Energiepreisen für fossile Energieträger Stromerzeugung für eigene Netze; Strom zu marktgerechten Preisen über die neuen EEG-Regelungen ( Direktvermarktung ) möglich Vollständige Autarkie von überregionalen Versorgern und Lieferungen möglich Wertschöpfung bleibt innerhalb der Kommune Steuereinnahmen aus Gewerbesteuer und Pachten Unabhängigkeit von Energieimporten Betrieb von Thermalbädern 33

34 Geothermie Beitrag zum Klimaschutz 34

35 Geothermie Beitrag zum Klimaschutz Alternativ: MWtherm = MWh 35

36 Geothermie Beitrag zum Klimaschutz - 40 % 36

39 Fakten zur Geothermienutzung Mit Windkraft, Photovoltaik und Biomasse alleine kann die Energiewende nur teilweise bewerkstelligt werden Heutige schon (zu?) hohe Kosten für Windkraft und Photovoltaik blenden bisher sogar die zusätzlich erforderlichen Leitungsnetze, Speicher und Grundlastkraftwerke (Bereitstellungskosten) aus Geothermie ist grundlastfähig, erfordert keine Speicher und keine Transportleitungen Gleichzeitige Bereitstellung von Wärme und Strom direkt vor Ort - bei Bedarf auch Bereitstellung von Kühlleistung (Kältemaschinen) Jederzeit verfügbar und jederzeit steuerbar (hochwertige Energie) Wertschöpfung und Steuereinnahmen bleiben vor Ort (Verkauf von Wärme und auch Strom vor Ort) Geringe, beherrschbare Risiken im Vergleich zu anderen Formen der Energieerzeugung (Atomenergie, Kohle- oder Gaskraftwerke) 39

40 Unser Angebot Know-How in Bezug auf Geologie, Geophysik, Energieerzeugung/ Kraftwerke, Genehmigungsverfahren etc. GeoEnergy ist eigenständiger Projektentwickler, Generalunternehmer im Auftrag einer Projektgesellschaft oder reiner Dienstleister GeoEnergy führt gesamte Erkundungs- und Bauphase durch Übernahme aller Risiken in der Entwicklungsphase möglich (sofern gewünscht) [finanzielle Risiken, Bohr- und Fündigkeitsrisiko] Eintritt der Kommune / Stadtwerke erst zu einem Zeitpunkt, wenn bekannt ist, welche Energiemenge zur Nutzung / Verteilung zur Verfügung steht [z.b. Gründung einer gemeinsamen Projektgesellschaft oder Betreibergesellschaft für das Fern-/ Nahwärmenetz oder Stadtwerke als reiner Abnehmer der Energie] Bürger-Genossenschaften können sich an Geothermieprojekten beteiligen (bevorzugt beim Aufbau von Wärme-Verteilungsnetzen) 40

41 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!