Einfluss der Geologie auf die Nutzung der Erdwärme sowie genehmigungsrechtliche Fragen

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1 Einfluss der Geologie auf die Nutzung der Erdwärme sowie genehmigungsrechtliche Fragen Heizen mit Erdwärme Vortrag bei der IHK Trier / hwk Trier am 10. Oktober 2006 Obergeologierat R. Poppe

2 Einleitung Regionale Geologie Junge Sedimente (Lockergesteine) Mesozoische Festgesteine Paläozoische Festgesteine Wärmetransport Genehmigungsverfahren Leitfaden Wasserrecht Planung und Genehmigung Problemstellungen Grundwasserstockwerke Wasserschutzgebiete Kohlenstoffdioxid Bergbau

3 Einleitung Möglichkeiten der Erdwärmenutzung Stromerzeugung

4 Einleitung Tiefe Geothermie Stromerzeugung Wärmegewinnung Geothermieprojekt Landau Temperaturverteilung in 3 km Tiefe

5 Einleitung Oberflächennahe Geothermie Temperatur [ C] Tiefe [m] Flächenkollektoren Sonderbauformen (z.b. Energiebohrpfähle) Erdwärmesonden aus: StMUGV (2005) Beispiel eines Temperaturprofils im Untergrund

6 Regionale Geologie Vielfältig! Im Raum Trier Junge Vulkanite /Sedimente (Lavasand, Kies) Mesozoikum ( Ma) (Sandsteine, Kalksteine) Paläozoikum ( Ma) (Schiefer, Tonsteine) Wasserführung im Porenraum / auf Klüften

7 Beispiel eines NE-SW Schnitts durch die Eifel

8 Gestein / Stoff Wärmeleitfähigkeit λ [W/m K] typischer Rechenwert Volumenbez. spez. Wärmekapazität [MJ/m³ K] Kies, trocken 0,4 (0,4-0,5) 1,4 Kies, wassergesättigt 1,8 (1,8) 2,4 Mergelstein 2,1 (1,5-3,5) 2,2-2,3 Kalkstein 2,8 (2,5-4,0) 2,1-2,4 Sandstein 2,3 (1,3-5,1) 1,6-2,8 Tonschiefer 2,1 (1,5-2,6) 2,2-2,5 Kunststoff 0, Luft 0,02 0,0012 Stahl 60 3,12 Eis (-10 C) 2,32 1,87 Wasser (+10 C) 0,59 4,15 Auszug aus VDI 4640, Blatt 1, Tab.1 LGB 2003

9 Gestein / Untergrund Spezifische Entzugsleistung [W/m] 2400 h Betrieb/a Kies, Sand, trocken < 20 Kies, Sand, wasserführend Kies, starker GwFluss Ton, Lehm Kalkstein Sandstein Die Werte können durch die Gesteinsausbildung wie Klüftung, Schieferung, Verwitterung erheblich schwanken (Zitat VDI) Auszug aus VDI 4640, Blatt 2, Tab.2

10 Planung und Genehmigung Herausgeber: MWVLW Herausgeber: MUFV Wasserrechtlicher Bescheid

11 Bauarten aus: StMUGV (2005) aus: HLUG (2004) Flächenkollektor aus: HLUG (2004) aus: LNU 2004 aus: StMUGV (2005) Erdwärmesonde Grundwasserwärmepumpe Sonderbauformen

12 Bauherren: Formloser Antrag auf wasserrechtliche Erlaubnis bei der Unteren Wasserbehörde (Wird meistens von Planer, Bohrfirma oder Heizungsbaufirma vorbereitet) Rechtsgrundlage: Wasserhaushaltsgesetz und Landeswassergesetz Genehmigungsverfahren Bohrungen tiefer als 100 m zusätzlicher Antrag bei LGB, Abt. Bergbau Rechtsgrundlage: Bundesberggesetz Verfahren: grüne Flächen im Leitfaden für EWS Bearbeitung nur durch Untere Wasserbehörde gelbe Flächen im Leitfaden für EWS Beteiligung von Fachbehörden (LGB, LUWG, SGD Regionalstelle in Trier) meist erforderlich Schraffur im Leitfaden für EWS Abt. Bergbau des LGB anfragen Internet Mapserver-Anwendung (

13 Problemstellungen Zuwegung zur Baustelle artesicher Grundwasser-Austritt Allgemein Zugänglichkeit der Bohrstelle (Altbau) Grenzabstand zu Nachbarn und Installationen Stockwerksgliederung Kurzschluss getrennter GwLeiter Artesisch gespanntes Gw Schutz vor Einträgen während der Bohrungen Schaffung von Wegsamkeiten Undichtigkeiten während des Betriebes (WGK 1) Kohlenstoffdioxid Bohrtechnik (Ausblasen) Dauerbeständigkeit der Ringraumabdichtung Bergbau (unterirdische Hohlräume) Bohrtechnik (Verlust von Bohrkopf/- Gestänge) unvollständige Wärmeankopplung Keine Verdämmung möglich Methan- und Kohlenstoffdioxid-Austritt KV Mayen-Koblenz Wasserschutzgebiete

14 Gute Voraussetzungen für Erdwärmesonden in Rheinland-Pfalz Müller (2006) Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit, für Fragen stehe ich Ihnen noch gerne zur Verfügung...