Geothermische Forschung in Österreich aus der Sicht der Geowissenschaften

Transkript

1 Geothermische in Österreich aus der Sicht der Geowissenschaften Ansätze Mag. Gregor Götzl Geologische Bundesanstalt Wien Geothermie in Österreich Illusion oder Chance?

2 Inhaltsübersicht der geothermischen in Österreich Abriss aktueller sprojekte an der GBA der geothermischen

3 Nutzbarmachung geothermischer Energie 99% der Erde ist heißer als 1000 C! Mittlerer Wärmefluss: mw/m² Abkühlungsprozesse in der Kruste Wärmefluss aus dem tiefen Erdmantel Radioaktive Zerfallswärme jedoch nur ein Bruchteil dieser Energie kann nutzbar gemacht werden Hemmfaktoren Technische Erschließungstiefen (<8km) Bereitstellung Wärmeträgermedium Entwärmung der Matrix - Gewinnungsfaktor

4 Geothermale Nutzungssysteme Anwendung Nutzungssystem Prozesswärme Geothermische Kaskade Stromgewinnung Direktnutzung SC-Systems ORC Kalina Hochtemperatur Wärmegewinnung Geothermale Fernwärme Lokalwärme Thermenbetrieb Niedertemperatur Wärmegewinnung Wärmepumpen Anwendungen Klimatisierung 200 C 150 C 90 C 70 C 50 C 30 C HDR- / EGS Systeme Hydrothermale Nutzung 0 C Temperaturniveau Seichte Geothermie

5 Vor- und Nachteile geothermaler Nutzung Vorteile CO2 armer Energieträger Regenerierbare Energiequelle bei korrekter Anwendung Hohe Verfügbarkeit / geringe Ausfallszeiten Breites Anwendungsspektrum kaskadische Nutzung Dezentrale Energieversorgung Nachteile Unscheinbar Hohe Investitionskosten Keine Spitzenlastdeckung Bedarf an bivalenten Lösungen Risiken Energiezentrale Haag am Hausr.

6 Risiken geothermaler Nutzung System Strom Leistungsniveau Wärme Investition Erschließungsrisiko Umweltrisiko HDR- / EGS Nutzung > 1MW > 30 MW > EUR 10 Mio. Überstimulation des Reservoirs Temperaturniveau Gebirge Induzierte Seismizität (Basel) Hydrothermale Nutzung < 1MW < 30 MW > EUR 3 Mio. Ergiebigkeit des Reservoirs Temperatur des Reservoirs Geschlossene Wärmetauscher -- < 1MW < EUR 1 Mio. Havarie Bohrung Fehlerhafte Dimensionierung Problematische Wässer Überbeanspruchung Havarie Bohrung: sensitive Grundwasserleiter Wasser Wasser Wärmepumpen -- < 1MW < EUR 100k Ergiebigkeit des Grundwasserträgers Havarie Wärmetauscher, Sekundärkreislauf Einspeistemperatur Betonkernaktivierung -- < 1 MW < EUR. 1 Mio. Havarie Sonde Beeinflussung der Umgebungstemperatur In-Situ: Wärmespeicher -- < 1 MW < EUR 5 Mio. Fehlerhafte Dimensionierung Ungenügende Speicherwirkung (Grundwasser Beeinflussung) Beeinflussung der Umgebungstemperatur Aquifer - Wärmespeicher -- < 10 MW < EUR 10 Mio. Speicherkapazität des Reservoirs Wasserverluste Chemische Reaktionen (Versiegelung) Havarie Bohrung: sensitive Grundwasserleiter

7 sansätze / 1) Senkung des geologischen Explorationsrisikos Erstellung hydrogeologischer und thermischer Modelle (2D, 3D) im überregionalen Maßstab Aufbau überregionaler Datensammlungen Informationsoffensive / Web- Applikationen Standortbeurteilungen - Risikoversicherungen Geothermischer Ressourcenatlas der Schweiz: Übersicht der Bearbeitungsgebiet Geothermischer Ressourcenatlas der Schweiz: Modellierte Entzugsleistung kombiniert mit Siedlungsgebieten

8 sansätze / 2) Senkung des Umweltrisikos, Steigerung der Nachhaltigkeit Thermalwasserbewirtschaftung: Numerische Simulation Monitoring: Thermal Response Tests, (Induzierte Seismizität) Thermische Simulation möglicher Umweltauswirkungen Effizienzsteigerung bestehender Anlagen Thermalwassermodell Oberösterreich: Lageplan des Simulationsgebiets Thermalwassermodell Oberösterreich: Geologisches Blockmodell

9 Wärmestrom in Europa Wärmestrom >200mW/m² Island Lardarello (I) Wärmestrom mw/m² Ungarische Tiefebene (H), Rheingraben (D,F) Wärmefluss in Europa (Cermak & Rybach 1979)

10 Geothermische Nutzungssituation in Österreich Goldbrunner (2005) Götzl (2007)

11 sprojekte an der GBA THERMALP Thermalwassermodell Hochscholle südl. WB (- 2010) TRANSTHERMAL Geothermische Potenzialstudie Grenzregion Österreich / Slowenien ( ) T H E R M A L P GEOPOT Seichtes Geothermie Potenzial Österreich (- 2010) ENERSTREET Tunnelthermie A26/ Linzer Westring ( )

12 sperspektiven aus der Sicht der Geowissenschaft Senkung des geologischen Explorationsrisikos Aufbau überregionaler Modelle zur Potenzialdarstellung Aufbau und Bereitstellung von Basisdaten - Informationsoffensive Standortbeurteilungen Risikoversicherungen Graz Wärme- Kältespeicherung & bivalente Energieversorgungskonzepte Verbesserte interdisziplinäre Verknüpfung der Geowissenschaft Steigerung der Nachhaltigkeit / Senkung des Umweltrisikos Intensivierung von Thermal Response Tests Systematisches Monitoring gefährdeter Thermalwassergebiete Synergie Steigerung: Nachnutzung von Bohrungen, thermische Nutzung thermisch verunreinigter Grundwässer

13 Aufgrund des breiten Anwendungsspektrum besitzt Geothermie Zukunftspotenzial! Graz Geothermische ist in Österreich noch ausbaufähig! Intensivierung der geothermischen Nutzungbedingt Änderung raumplanerischer Strategien! Geothermie kann einen wichtigen Beitrag zur Energieversorgung liefern ist jedoch nicht in der Lage alle Bedürfnisse zu decken!

14 Geothermische in Österreich aus der Sicht der Geowissenschaften Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Mag. Gregor Götzl Geologische Bundesanstalt Wien Geothermie in Österreich Illusion oder Chance?

15 THERMALP Thermalwassermodell südl. Wiener Becken Zielsetzung Geothermisches Regionalmodell (3D) als Grundlage der Vergabe zukünftiger Nutzungsrechte Schnitt durch das Modellgebiet Vorgehensweise / Methodik Geologische 3D Modellierung Geothermische 3D Modellierung (Wärmeleitung, Advektion) Hydraulische Modellierung Interpretation von thermischen Anomalien Terrestrische Wärmestromdichte (1D Analyse)

16 TRANSTHERMAL Länderübergreifende Potenzialstudie Zielsetzung Aufbau länderübergreifenden Basiskarten zur qualitativen Beurteilung des geothermischen Nutzungspotenzials für den Grenzraum Österreich - Slowenien Graz Klagenfurt Vorgehensweise / Methodik Ljubljana Temperaturverteilung in der Tiefe von 4000m unter Gelände Vereinheitlichung geologischer Basiskarten (AUT, SLO) Erarbeitung länderübergreifender Temperaturkarten Aufbau eine länderübergreifenden Datenbank Beurteilung des Nutzungspotenzials Geothermisches Nutzungspotenzial

17 GEO-Pot / Oberflächennahes Geothermiepotenzial Österreichs Zielsetzung Modellierung des geothermischen Nutzungspotenzials in Österreich auf Grundlage eines Rasterzellenansatzes (Zellengröße 250 m) Projektdatenbank Attributierung von Zellen GIS - Datenlayers Basisdaten Graz Ansatz Rasterzellenbearbeitung Aufbau von Gesteinsmodellen Vorgehensweise / Methodik Aufbau von geologischen Modellen (pseudo 3D Ansatz) Berechnung der Entzugsleistung für Referenzsysteme Modellierung der Bedarfssituation Berechnung technischer Potenziale + Deckungsgrad

18 Enerstreet Thermische Nutzung A26/Linzer Westring Zielsetzung Machbarkeitsstudie zur thermischen Nutzung des Tunnelgebäudes der A26 / Linzer Westrings Beurteilung der UVP - Relevanz Horizontalschnitt aus 3D Modell Graz Vorgehensweise / Methodik Aufbau geologisches 3D Modell Thermische Simulation der thermischen Beeinflussung Potenzialabschätzung gemäß Tunnelbauweise Identifizierung Abnehmer (z.b. Brückenheizung A26) Simulation der thermischen Auswirkung eines möglichen Anlagenbetriebs