Technologische Herausforderung für ein geothermales Kraftwerk im Freistaat Sachsen

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1 Technologische Herausforderung für ein geothermales Kraftwerk im Freistaat Sachsen Informationsveranstaltung

2 Inhalt Geologische Randbedingungen Technologien der Nutzung von Erdwärme o Wärme o Strom Kosten und Wirtschaftlichkeit Folie 2

3 1. Geologische Randbedingungen Temperatur, Druck, Ergiebigkeit Mineralisation, Salzgehalt o Korrosionsprobleme o Materialanforderungen o Werkstoffe Bilder: BakerHuges Folie 3

4 2. Technologien der Nutzung Möglichkeiten der Strom- und Wärmeauskopplung Elektroenergie Abwärme Nutzwärme Sole Eintritt P el Sole Austritt Elektroenergie Abwärme P el Sole Eintritt Sole Austritt Nutzwärme Folie 4

5 2. Technologien der Nutzung: Stromerzeugung Dampf (trocken): Dry steam P el Folie 5

6 2. Technologien der Nutzung: Stromerzeugung Dampf + Sole (2-Phasen): Single-Flash / Double-Flash P el Folie 6

7 2. Technologien der Nutzung: Stromerzeugung Arbeitsfluid im 2. Kreislauf: Binary System P el Folie 7

8 2. Technologien der Nutzung Übersicht Aufteilung nach installierter Leistung Aufteilung nach Anzahl der Kraftwerke Stand 2007 Quelle: DiPippo, Geothermal Power Plants Folie 8

9 2. Technologien der Nutzung: Stromerzeugung Vergleich der Systeme Prozess Temperatur Exergetischer Wirkungsgrad Single-flash C % mittel Kosten und Installationsauf wand Double-flash C % mittel...hoch Dry steam >300 C % niedrig...mittel Binary < C % Mittel...hoch Quelle: DiPippo, Geothermal Power Plants Potenzialanalyse Sachsen: C in 4-5 km Tiefe C in 5-6 km Tiefe Stromerzeugungspotential > Stromverbrauch!! Wärmenutzungspotenzial > 20 % Folie 9

10 2. Technologien der Nutzung Binary Systems: ORC- und Kalina-Prozesse Wirkungsgrad des Kraftwerks Stromeinspeisung Auskühlung Solekreislauf Umwandlung thermische Energie η KW = P ne,el Ý Q Sole,th = η Sole η th η T+G+Eig Wärmepotenzial Sole (gegenüber Umgebung) Umwandlungsverluste in Turbine und Generator; Elektroeigenbedarf Folie 10

11 2. Technologien der Nutzung Binary Systems: ORC- und Kalina-Prozesse Thermodynamik der Vergleichsprozesse: T T S Carnot-Prozess: Konventionelle Kraftwerke (Clausius-Rankine-Kreislauf) S Dreiecks-Prozess: Geothermische Kraftwerke Folie 11

12 2. Technologien der Nutzung Binary Systems: ORC- und Kalina-Prozesse Folie 12

13 2. Technologien der Nutzung Binary Systems: ORC- und Kalina-Prozesse Wärmeübertragungsprozesse Thermalwasser Arbeitsfluid T T ORC - Isotherme Wärmezufuhr - alternativ: zweiter Kreislauf Q Kalina -Unterschiedliche Siedetemperaturen des Stoffgemisches Q Folie 13

14 2. Technologien der Nutzung Binary Systems: ORC- und Kalina-Prozesse ORC Kalina Anlagenkomplexität niedrig hoch Therm. Wirkungsgrad (theoretisch) % 11 15% Gesamtwirkungsgrad 1-9 % 0,5 7% Spez. Investitionen niedrig hoch Umweltverträglichkeit organische Stoffe: GWP, entflammbar Ammoniakgemische: giftig Folie 14

15 3. Kosten und Wirtschaftlichkeit Spezifische Investitionskosten Kraftwerk Stromgestehungskosten /MWh Folie 15

16 3. Kosten und Wirtschaftlichkeit Anteilige Investitionskosten Kraftwerk Berücksichtigung der Wärmenutzung: Neubau Wärmeverteilnetz: 20% der Gesamtkosten Folie 16

17 3. Kosten und Wirtschaftlichkeit Einspeisevergütung EEG Erneuerbare Energien-Gesetz vom 25.Oktober 2008 Folie 17

18 3. Kosten und Wirtschaftlichkeit Fördermittel KfW Richtlinien zur Förderung von Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmemarkt vom 5.Dezember 2007 Tiefengeothermie - Im KfW-Programm Erneuerbare Energien förderfähig: a)200 /kw fu r Anlagen zur ausschließlich thermischen Nutzung (max = 10MW), b) Bohrkosten und Mehraufwendungen (50% - max1,25 MioEUR / Bohrung), keine Erkundungsbohrungen c) Übernahme des Fu ndigkeitsrisikos Darlehens-Haftungsfreistellung Die Förderungen sind kumulierbar, maximal bis zu 80 % der förderfähigen Kosten. Keine Restfinanzierung aus öffentlichen Mitteln. Darüber hinaus Förderung von angeschlossenen Nahwärmenetzen große Wärmespeicher ab 20 m³ Folie 18

19 4. Betriebserfahrung Baden-Würtemberg o 1Heizkraftwerk, 4 Thermalbäder Bayern o 9 Fernwärme, 4 Heizkraftwerke, 1 Thermalbad Brandenburg o 2 Fernwärme, 1 Kraftwerk, 1 Thermalbad Mecklenburg-Vorpommern o 2 Fernwärme, 1 Heizkraftwerk Niedersachsen o Forschungsprojekt GeneSys Nordrhein-Westfalen o 2 Thermalbäder, 1 Wärme Rheinland-Pfalz o 2 Heizkraftwerke, 1 Wärme Thüringen o 1 Thermalbad Quelle: Bundesverband Geothermie e.v. Bild:Geothermie Unterhaching GmbH & Co KG Folie 19

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