Sabine Rosenbaum Geologischer Dienst SH

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1 Bedeutung der Geothermie in Schleswig-Holstein Vortrag zur 3. Fachkonferenz des SHGT Klimaschutz und Energieeffizienz in Kommunen 27. September 2011 Sabine Rosenbaum Geologischer Dienst SH

2 Versorgungsmöglichkeiten durch Geothermie Wärmegewinnung Erdwärmesonden Hydrothermal Stromerzeugung + Wärmegewinnung Petrothermal

3 Temperaturbereiche Oberflächennahe Geothermie konstant ca. 10 C ab ca. 15 m Tiefe

4 Nutzungsmöglichkeiten der oberflächennahen Geothermie Wärmequellenanlage Wärmepumpe Wärmeabnehmer

5 Effizienz der oberflächennahen Geothermie Leistungszahl der Wärmepumpen, COP (coefficient of performance): nutzbare Wärmeleistung/Antriebsleistung der Wärmepumpe Momentanwert unter def. Prüfbedingungen hier: COP = 4 ¾ der Wärme kommt aus dem Untergrund nur bei hoher Leistungszahl ist eine Erdwärmeanlage ökologisch und ökonomisch sinnvoll Regeneration : Solareintrag Wärmefluss und Grundwasserströmung Ggf. Wärmeeintrag aus dem Gebäude im Jahresmittel: ausgeglichene Wärmebilanz

6 Entzugleistung oberflächennaher Geothermie Entzugsleistung abhängig Schichtaufbau Wasserstand Betriebsstunden Zum Vergleich: EFH: 5 KW (Neubau) bis 10 KW (Bestandsbau)

7 Beratungsleistung des geologischen Dienstes SH Datenbasis: ca Bohrungen tiefer als 100 m Bohrungen Brunnen Wassergewinnungsgebiete Geologische Besonderheiten Arteser, Salzstockhochlagen

8 Planungskarte des Geologischen Dienstes SH Landwirtschafts- und Umweltatlas SH Grobabschätzung der thermischen Leistung in der Vorplanung für Erdwärmesonden von 100 m Länge als Planungshilfe zur Dimensionierung Spezifische Entzugsleistung gemäß VDI-Richtlinie 4640

9 Stand der Nutzung der oberflächennahen Geothermie Standorte von Erdwärmesondenanlagen Anzahl der Kollektoranlagen nicht bekannt

10 Erdwärmenutzung und Grundwasserschutz Trinkwasserbrunnen Schematischer Schnitt durch den Untergrund mit Darstellung mögliche Beeinträchtigungen des Grundwassers durch Erdwärmesonden. (1) Austritt von Wärmeträgerflüssigkeit, (2) Aufdringen von Salzwasser (3) Tiefenverlagerung von Schadstoffen

11 Grundwasserschutz Ziel: Errichtung einer effizienten, langfristig betriebssicheren und im Sinne des Grundwasserschutzes umweltverträglichen Anlage Hohe Qualitätsanforderungen Gute Planung und Dimensionierung Hochwertiges Material Qualifizierte Bauausführung Neu! (erschienen 6.September 2011)

12 Innovative Nutzungsmöglichkeiten Straßen, Parkplätze usw. als Wärmekollektoren Erdwärmesonden oder Brunnenanlagen

13 Innovative Nutzungsmöglichkeiten Brückenbeheizung in Berkenthin bei Lübeck

14 Versorgungsmöglichkeiten durch Geothermie Wärmegewinnung Erdwärmesonden - kollektoren Hydrothermal Stromerzeugung + Wärmegewinnung Petrothermal

15 Hydrothermale Geothermie Dublettenbetrieb Geologische Voraussetzung: wasserführende Schichten in m Tiefe (40-100ºC) mit ausreichender Mächtigkeit, sodass Förderleistungen von m³/h möglich sind

16 Sandsteine zur hydrothermalen Nutzung Sandkorn Porenraum Geologische Anforderungen ergiebige Wasserschicht: > 20% Porosität > 20 m Mächtigkeit > 500 md Durchlässigkeit Temperaturniveau: > 40 (60) C ca m Tiefe Chemismus (Salzgehalt, Eisenhydroxid...)

17 Potenzielle Nutzhorizonte in Schleswig-Holstein Geologisches 3D-Modell des tieferen Untergrundes von Schleswig-Holstein 10 km Doggersandstein Rhätsandstein Buntsandstein Datengrundlage Schichtenverzeichnisse von rund 1600 Bohrungen Seismische Untersuchungsergebnisse Geotektonischer Atlas von NW-Deutschland,

18 Hydrothermale Geothermie potenzielle Nutzhorizonte bis m Tiefe

19 Stand der Nutzung tiefe Geothermie Bisher keine Produktion Bergrechtliche Erlaubnisfelder (Bergbehörde)

20 Wirtschaftlichkeit Tiefe-Temperatur Förderrate Bohrkosten Leistung Beispiele: Neustadt Glewe (Rhät, m; 98 C) 210 kw el max. 5,5 MW th Waren/Müritz (Rhät, m) 5.2 MW th (für ca WE)

21 bis Jahre - Geologischer Landesdienst - Projektierung einer hydrothermalen Anlage Projektidee Exploration Erschließung Produktion Zielstellung Vorstudie Geologische Grundlagen, Abnehmerpotenzial Technisches Konzept, Kostenschätzung Machbarkeitsstudie Aufsuchungserlaubnis Geophysikalische Erkundung Erste Bohrung hydraulische Tests ggf. Stimulationsmaßnahmen Entscheidung über Fündigkeit Zweite ggf. weitere Bohrung, hyddraulischetests ggf. Stimulation Übertageanlagen Bewilligungsantrag Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Fündigkeitsrisiko Ökologische Bilanz Projektablaufplanung

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