Oberflächennahe Geothermie/thermische Nutzung des Untergrundes in der Hansestadt Rostock

Transkript

1 Oberflächennahe Geothermie/thermische Nutzung des Untergrundes in der Hansestadt Rostock Technik/Philosophie CO 2 -Einsparung mit erdgekoppelter WP? Wirtschaftliches Potenzial Anlagenbeispiele

2 Gründung: 1991 in der Hansestadt Rostock Schwerpunkte: Grundwasser, Altlasten, Geotechnik...seit 1995 erste Projekte Geothermie...heute Planungen für Geothermie, Solarparks, Balneologie, Energiekonzepte u.a....seit 2005 Spezialleistung Geothermal Response Test

3 ...seit 2001 eigene Solarstromanlage 12,5 kwp

4 DEFINITION Geothermie: Geothermische Energie ist die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Oberfläche der festen Erde. (VDI 4640 Teil 1 Thermische Nutzung des Untergrundes + Stand der Technik)

5 Temperatur Teufen - Beziehung in Norddeutschland (Quelle: GTN) 0 Te mpe ra tur in C Teufe in m ,62 K / 100 m

6 Tiefe Geothermie Kraftwerk Neustadt-Glewe (Quelle: Erdwärmekraft)

7 Oberflächennahe Erdwärme Nutzung des thermischen Potentials der oberflächennahen Schichten der Erde bis max. 400 m Tiefe Erdwärmesonden, Energiepfähle, erdberührte Bauteile, Erdreichkollektoren, Grundwasser-Wärmepumpen

8 Die Ressource (oberflächennahe) Erdwärme = Erdreich- und Grundwassertemperatur 8,5 bis 12 C nutzbar für Wärmeerzeugung mittels Wärmepumpe und Kältegewinnung über freie Kühlung bzw. mit reversibler Wärmepumpe

9 erdgekoppelte Wärmepumpe

10 Erdwärmesonden

11 Geothermische Komplettsysteme Niedertemperatur-/ Flächenheizsysteme Erdwärmetauscher Geothermische Wärmepumpe

12 Die (geo)thermische Nutzung des Untergrundes kann auf zwei Arten erfolgen: Wärme- oder Kältequelle - Wärmeentzug - Wärmeeintrag (Kühlung) Saisonaler Thermospeicher - Der antizyklische Verlauf von Sonnenenergieanbot und Heizwärmebedarf lässt sich hierdurch regeln bzw. steuern

13 Saisonaler Speicherzyklus

14 CO 2 -Bilanz Wärmepumpe Jahresarbeitszahl β (Verhältnis von abgegebener Wärmemenge (Heizwärme) zur zugeführten Energie (Antriebsenergie)): β= QWP / W el β>4!

15 CO 2 -Bilanz Wärmepumpe

16 CO 2 -Äquivalente der Stromerzeugung (Quelle Öko-Institut 2007) Strommix DE ca. 650 g/kwh

17 CO 2 -Äquivalent Wärmepumpe mit Strommix DE und GUD-Strom

18 CO 2 sparen mit erdgekoppelter Wärmepumpe Bedarf reduzieren! Bauhülle optimieren! Hohe Güte des Wärmepumpenaggregates gute Abstimmung der installierten Einzelkomponenten möglichst konstant hohe Temperatur der verwendeten Wärmequelle- Kältebedarf? Erdreich aufladen! niedrige Vorlauftemperatur und kleine Temperaturdifferenz zwischen Quelle und Senke Anteil regenerativ erzeugten Stroms erhöhen! (Trend bis 2050 Reduktion konv. Stroms um ca. 80 %)

19 Geothermal Response Tests

20 ...ein paar Zahlen zur Wirtschaftlichkeit Energiekosten... Heizen Erdgas 5,5 Cent/kWh Flüssiggas 6,5...7 Cent/kWh Strom 9, Cent/kWh Erdwärme Cent/kWh Fazit: die Erdwärme spart 3-5 Cent/kWh ein Kühlen herkömmliche Kältemaschine 6,2 Cent/kWh freie Kühlung 0,002 Cent/kWh aktive Kühlung 1,8 Cent/kWh Fazit: Kühlen mit dem Untergrund spart 4,4-6,2 Cent/kWh ein

21 ca. 250 t/a C0 2 eingespart Energiepfahlanlage Businesscenter am Stadthafen Rostock

22 Energiepfähle (Silo 4 + 5)

23 20 t/a C0 2 eingespart Kombinierte Energiepfahl- Erdwärmesondenanlage Doberaner Platz Hansestadt Rostock

24 Potenziale für die CO 2 -Einsparung (Beispiel Doberaner Platz) CO 2 - Bilanz CO2 - Erzeugung Gas- Brennwertgerät kg Kältemaschine 7740 kg Erdwärme kg passive Kühlung über das Erdreich 582 kg kg kg konventionell Erdwärme/-kälte Vergleich gesamt

25 Erdwärmesondenfeld Unibibliothek Rostock (Heizen + Kühlen) 200 t/a C0 2 eingespart

26 Einbrunnenanlage Heizen + Kühlen Baltic-Taucher 11 t/a C0 2 eingespart

27 Einbrunnenanlage Kühlen Deutsche Immobilien AG Kühlen mit dem Untergrund, Heizen Fernwärme 30 t/a C0 2 eingespart

28 Neubau Bürohäuser am Kai, Deutsche Immobilien AG Kühlen mit dem Untergrund, Heizen Fernwärme Ziel: 70 t/a C0 2 einsparen

29 20 t/a C0 2 eingespart Horizontalbrunnen Ostsee (Heizen und Kühlen)

30 Erdwärmenutzung Baugebiet Güterbahnhof Rostock 30 t C0 2 werden eingespart

31 Zusammenfassung Oberflächennahe Geothermie spielt in Zukunft eine wichtige Rolle bei der nachhaltigen Konzeption von Gebäuden (Heizen und Kühlen) geeignete Objekte müssen anhand der Bedarfe identifiziert werden Nur ganzheitliche Planungskonzepte schaffen den gewünschten Nutzeffekt (CO 2 Einsparung, Wirtschaftlichkeit) lokale Kompetenznetzwerke aufbauen: KSGEV, INROS, Matrix usw. Bessere Anlagentechnik und Konzeption liefert Potenzial zur Senkung der Betriebskosten und Erhaltung der Wirtschaftlichkeit und

32 Oberflächennahe Geothermie hilft (dann) effektiv, die Emissionen zu senken!