Hydrothermale Geothermie in Norddeutschland

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1 Hydrothermale Geothermie in Norddeutschland Rüdiger Schulz GeoPower Technologiezentrum Flensburg 18. Nov. 2014

2 Geothermische Energie Speichersysteme Nutzungsarten Petrothermale Systeme Magma Gestein Hydrothermale Systeme Hochdruckwasserzonen Dampfsysteme Heißwassersysteme Aquifere Thermalwasser Hot-Dry-Rock Technik Enhanced Geothermal Systems (EGS) Stromerzeugung (>100 C) Direkte Nutzung Geologische Störungen Oberflächennahe Systeme max. 25 C, 400 m Wärmepumpen

3 Geothermische Anlage Geothermische Heizzentrale Abnehmer Dublette 1-40 MW t 1 3 km Förderbohrung Injektionsbohrung Tiefe: m

4 Geothermische Stromerzeugung 30 MW 40 GWh / a

5 Geothermische Fernwärme 200 MW 550 GWh / a

6 Geothermische Energie Installierte Leistung elektrisch: 27 MW thermisch: 200 MW Stromerzeugung Fernwärme Forschung Aquiferspeicherung

7 Geothermische Anlage 4 MW t 97 C 35 l/s Neustadt-Glewe Betrieb seit 1994 ORC-Anlage

8 Mindestparameter Brauchbare geothermische Aquifere Temperatur Tiefe Transmissibilität (Transmissivität) Direkte Nutzung 60 C 1100 m 1500 m 5 D m m 2 /s Verstromung 100 C 2000 m 3000 m 50 D m Mächtigkeit Permeabilität (Porosität) 20 m 0,25 D 20 % 100 m 0,5 D

9 Geothermische Wärmenutzung & Stromerzeugung Aquifere Norddeutsches Becken Speicherkomplex Lias Rhät Mittlerer Buntsandstein Rotliegend-Sandsteine Unterkreide-Sandsteine Dogger-Sandsteine Keuper-Sandsteine Oberrheingraben Molassebecken

10 Unterkreide-Sandsteine 250 Valangin: Temperaturen Porosität und Permeabilität Kuder et al. (2014)

11 Speicherkomplex Lias-Rhät Mittelrhät-Sandstein: Mächtigkeit Permeabilitäten 250 Wirth (2007) Schulz & Röhling (2000)

12 Buntsandstein Doetlingen-Sandstein: Mächtigkeit Schulz & Röhling (2000)

13 Emden Rotliegend - Sandsteine Ausbiss des sedimentären Rotliegend Verbreitung der Rotliegend-Salze Störung Verbreitung der Rotliegend-Gaslagerstätten Flensburg Temperaturklassen: 160 C C 130 C C 100 C C Kiel Stralsund Greifswald Rostock Cuxhaven Lübeck Wismar Temperatur Neubrandenburg Emden Wilhelmhaven Bremerhaven Hamburg Schwerin C Oldenburg Bremen C Celle Berlin C Hannover Potsdam Frankfurt/Oder Osnabrück Braunschweig Magdeburg Bielefeld Münster Goslar Dessau Cottbbus Essen Dortmund Göttingen Halle Jung et al. (2002)

14 Wasserchemismus Gesamtkonzentration gelöster Bestandteile (TDS total dissolved solids) Müller & Papendieck (1975) Rockel et al. (1997) Schulz & Röhling (2000)

15 Rhein Ems Al l er Leine Iller Elbe Oder Donau Neisse Störungen N O R D S E E Flensburg Kiel O S T S E E Stralsund 54 Rostock 54 Lübeck Hamburg Stettin Emden Bremen Havel W ese r Berlin Hannover Spree Staßfurt Clausthal- Zellerfeld Cottbus Dortmund Halle 50 M osel Köln Ruhr Lahn Wiesbaden Frankfurt Kassel Main Würzburg Werra Erfurt Saale Leipzig Gera Eger Elbe Dresden Freiberg Legende Praha 50 Störungen mit einer wahrscheinlichen Reichweite bis in 7 km Tiefe Störungen mit einer wahrscheinlichen Reichweite bis in 7km Tiefe Nürnberg Moldau Saarbrücken Regen Altmühl Saar Rhein Stuttgart Donau Isar Passau Neckar Ulm Inn 48 Freiburg München 48 Lech Salzburg Basel Enns Aare Salzach Jung et al. (2002)

16 Bergrechte Erlaubnisfelder für Erdwärme Bad Bevensen LBEG (2014)

17 Geothermische Projekte Michalzik et al. (2014)

18 Bergrechte Bad Bevensen Flughafen Hannover LBEG (2014)

19 Geothermische Projekte Skwirblies et al. (2014)

20 Geothermische Projekte Multiriss- System (EGS) Skwirblies et al. (2014)

21 Bergrechte Erlaubnisfelder für Erdwärme LBEG (2014)

22 Bergrechte Erlaubnis- und Bewilligungsfelder Kohlenwasserstoffe Erze Salze und Sole Erdwärme LBEG (2014)

23 Konkurrierende Nutzung Suchi et al. (2014)

24 Ausblick Wärmebereitstellung durch Geothermie in Norddeutschland Neustadt-Glewe, Waren, DK, NL Komplizierte Geologie GeoPower Geothermisches Potenzial von Störungen StörTief EGS (Enhanced Geothermal System) Forschungsbedarf Fündigkeitsrisiko Fördermengen nicht (sicher) prognostizierbar Erfolgreiche Projekte Lokale Machbarkeitsstudien Konkurrierende Nutzung Unterirdische Raumplanung

25 Ausblick Geothermisches Strompotenzial GWa (1.200 EJ) Jahresstrombedarf: 2 EJ 95 % 4 % 1 % HDR Störungszonen Aquifere TAB (2003)

26 Geothermische Projekte Geothermie-Kraftwerk Unterhaching Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

27 Quellen Geothermisches Informationssystem: Bergrechte, LBEG (2014): BEWILLIGUNGEN ERLAUBNISSE# MICHALZIK et al. (2014); SKWIRBLIES et al. (2014): KUDER et. al. (2014), SUCHI et al. (2014): SUCHI et al. (2014) als Langfassung: JUNG et al. (2002), TAB (2003): SCHULZ, R. & RÖHLING, H.-G. (2000): Geothermische Ressourcen in Nordwestdeutschland. Z. angew. Geol. 46(3): ; Hannover.