Tiefengeothermie - Möglichkeiten der Nutzung

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1 Tiefengeothermie - Möglichkeiten der Nutzung LfULG, LIAG Informationsveranstaltung Tiefengeothermie in Sachsen

2 Geothermische Energie definiert als die unterhalb der Oberfläche der festen Erde in Form von Wärme gespeicherte Energie (VDI 4640). 2

3 Geothermische Energie - Nutzungsformen Oberflächengeothermie bis 400 m, Wärmeerzeugung Erdwärmesonden Erdkollektoren Brunnenanlagen Erdberührte Betonteile Energiepfähle Tiefengeothermie Hydrogeothermische Systeme Aquifere, Thermalwasser (<150 C) Dampfsysteme, Heißwassersysteme (>150 C) Petrothermale Systeme Kristallines Gestein Sonderfälle Tiefensonde Geschlossenes System Grubenwassergeothermie Nutzung von Grubenwässern 3

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5 Erschließungstechnik Petrothermaler Geothermie Dublette 3 km 100 C Wasserfrac - Technik Risslängen ca. 1 km 6 km 220 C 5

6 Bsp.: HDR-Projekt Soultz - Triplette 1.5 MWe (+x MWe) Beobachtungsbohrung Sedimente GPK2 GPK3 GPK4 Geophon Granitisches Basement 30 l/s 30 l/s Tiefe [m] 600 m 600 m 200 C in 5000 m 6

7 Kriterien für petrothermale Systeme (1) Der Produktionshorizont ist das Grundgebirge oder eine gering permeable Schicht. Entscheidend ist der Bereich, der von der Produktionsbohrung erschlossen wird. Als gering permeabel wird eine Schicht angesehen, deren Gesteinsmatrix außerhalb von Störungszonen eine hat. mittlere Permeabilität von weniger als m² Mit dieser Permeabilität schließt man relativ permeable Sandsteine aus, die hydrothermal genutzt werden können = Begrenzung der petrothermalen Geothermie 7

8 (2) Die Produktionsbohrung liefert ohne den Einsatz einer Frac- Technik keine wirtschaftlich relevante Schüttung. Nachweis über hydraulische Tests wirtschaftlich relevante Schüttung wird über den Produktivitätsindex PI festgelegt. Als wirtschaftlich relevant werden Bohrungen mit einem Produktivitätsindex von mindestens: PI = 10-² m³/(mpa s) = 1 l/(s bar) definiert. (3) Der Produktionshorizont muss mittels Frac-Technik nachweislich stimuliert worden sein. Dass ein künstlicher Wärmetauscher erzeugt worden ist, muss durch hydraulische Tests vor und nach der Stimulierung nachgewiesen werden. Die Steigerung des Produktivitätsindex muss mindestens 50 % betragen 8

9 Tiefengeothermie Tiefes Kristallingestein ist - 30 Jahre HDR - Forschung nicht isotrop nicht undurchlässig teilweise wasserführend (natürliches Kluftsystem) Bedeutung des Spannungsfeldes steuert das Öffnen von Fracs Hydraulische Stimulation schafft die Verbindung zwischen den Bohrungen erhöht den Produktivitätsindex bewirkt Microseismizität 9

10 Tiefengeothermie - Nutzung zur Stromerzeugung weltweit 2009: 10 GW el installierte Leistung - erstes Enhanced Geothermal System (EGS) Kraftwerk im Versuchsbetrieb: Soultz-sous-Forêts: 1,5 MW el geplant bis 4,5 MW el Deutschland Stromerzeugung 2008: 18 Mio. kwh Steigerung auf 1,8 Mrd. kwh bis 2020 (Leitstudie BMU) Bsp.: Neustadt-Glewe: ca. 0,25 MW el, 6,5 MW th (hydrothermal) Unterhaching: ca. 3,36 MW el; 31 MW th, geplant 70 MW th (hydrothermal) Landau: ca. 3 MW el 6-8 MW th (Hot Wet Rock) 150 MW th von 12 tiefengeothermischen Anlagen t/a CO 2 Vermeidung 10

11 Potenzial in Sachsen Ergebnisse der Potenzialabschätzungen für das Kristallingebiet Sachsens (incl. Störungszonen) (Angaben des IfE, 2003): Reservoir Temperaturklasse [ C] Teufenintervall [km] Stromerzeugungspotenzial [TWh/a] Wärmeerzeugungspotenzial [TWh/a] Kristallin ,6 68, ,1 176,4 Störungszonen ,3 2,16 Gesamt: ca. 10 TWh/a zur Stromerzeugung und ca. 250 TWh/a zur Wärmeerzeugung nutzbare Energie 11

12 Tiefengeothermie - Ausblick - to do Exploration, Reservoirerkundung Fündigkeitsrisiko minimieren Bohrungstechnologie Produktivität Monitoring Forschungsbedarf! 12

13 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Webcam: GeneSys, Hannover 13