Nutzungsoptionen des Untergrundes

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1 Beiträge der Georessource Untergrund zur Energiewende Michael Kühn Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ / Universität Potsdam acatech Akademietag / 11. April 2013 / Potsdam Nutzungsoptionen des Untergrundes Tiefe [m] Quartär, Tertiär Kreide Jura Trias Geologische Schichten Perm Karbon LANU

2 Häufigkeitsverteilung der Worte im Eckpunktepapier zur Energiestrategie Wie können die Ziele bis 2050 erreicht werden? Minderung Treibhausgasemissionen um 80 % und Anteil Erneuerbare 60 %. Energieversorgung Deutschlands für Strom + Wärme mit 100 % EE möglich Studie des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg. Ziel erreichbar ohne jegliche Importe von Energie, nur auf Basis von eigenen deutschen Ressourcen aus EE. Modelle liegen innerhalb technischer Potenzialgrenzen und alle notwendigen Technologien sind verfügbar. Kalkulierte Gesamtkosten für Bau, Erhalt und Finanzierung nicht höher als aktuelle Kosten für Strom und Wärme. Voraussetzung: Heizwärmebedarf für Gebäude muss auf rund 65 % sinken. Systemstudie über Erneuerbare Energien (EE) Henning und Palzer

3 Energieversorgung Deutschlands für Strom + Wärme mit 100 % EE möglich Massiver Ausbau von Wind und Solaranlagen (10-fach). Wegen Nichtplanbarkeit der Energieerzeugung aus Sonne und Wind werden Speicher benötigt. Pumpspeicher-Kraftwerke, Batterien, Wärmespeicher und Methangasspeicher (86 TWh). Oberflächennahe Geothermie durch Wärmepumpen (140 GW) berücksichtigt. Henning und Palzer 2012 Seit über 50 Jahren sind in Deutschland Untertage-Gasspeicher in Betrieb Aktuelle Kapazität = 20 Milliarden Nm 3. Speicher für 200 TWh Methangas. Doppelte der benötigten Kapazität. Wachstumsraten: = 10 % (2 Mrd. m 3 ) = 50 % (10 Mrd. m 3 ) Porenspeicher Kavernen Sedlacek

4 Oberflächennahe Geothermie ist mittlerweile Stand der Technik Wärmebereitstellung [GWh] Stand 2012: Anlagen mit 3,1 GW Wachstumsraten: 2012 um 7,6 % mit Anlagen ,6 % / Jahr ,6 % exponentiell ergibt 43 GW ,6 % linear ergibt 18 GW Jahr Daten nach AGEE-Stat, März 2012 Kapazität und Ausbau der tiefen Geothermie für die Wärmeversorgung Installierte Leistung [MW] Wachstumsraten: % / Jahr % exponentiell ergibt 25 GW % linear ergibt 0,9 GW Grünwald/Oberhaching Garching Sauerlach Poing Unterföhring Erding: Erweiterung Aschheim Bruchsal Unterhaching Neuruppin Landau in der Pfalz Pullach München Riem Unterschleißheim Simbach-Braunau Erding Neustadt-Glewe Neubrandenburg Waren / Müritz Huenges

5 Untertage Kohlevergasung ist eine Option zur emissionsneutralen Stromproduktion Technologie für bisher nicht abbauwürdige Kohlelagerstätten. Übergangstechnologie mit Treibhausgasreduktionspotenzial durch CO 2 -Speicherung im Bereich der abgebrannten Kohle. Stromgestehungskosten im wirtschaftlichen Bereich. Gasimporte für mindestens 50 Jahre substituierbar. Kempka et al CO 2 -Speicherung bietet THG-Reduktionspotenzial für eine Übergangsphase Kapazität 6-12 Gt = Jahre BGR

6 Stoffliche Speicherung EE in gekoppelten geologischen Gasspeichern Überschussenergie zur elektrolytischen Erzeugung von Wasserstoff und anschließender Methanisierung von CO 2. Gesamtwirkungsgrad liegt bei knapp 30 %. Beispielsweise ließen sich 10 % der Überschussenergie aus Wind in Brandenburg an einem Standort wie Ketzin speichern. Kühn 2012 / Streibel et al Brandenburg ist beim Ausbau der EE Vorreiter im bundesweiten Vergleich Strategie zielt auf eine klimaverträgliche, wirtschaftliche, sichere und gesellschaftlich akzeptierte Energieversorgung. Erforschung und Entwicklung innovativer Energiespeicher. Geothermie fehlt im Konzept, trotz 1. Platz für Brandenburg 2012 in der Erdwärmeliga. Energiestrategie MWE-Brandenburg

7 Brandenburg verfügt über ausreichend Speicherstrukturen für CH 4 und/oder CO 2 Aktuelle Speicher Rüdersdorf, Berlin und Buchholz mit 400 Mio. Nm 3 Arbeitsvolumen. CO 2 -Speicherung für den Übergang von fossilen Brennstoffen zu EE. Konkurrierende Nutzungsmöglichkeiten machen unterirdische Raumordnung notwendig. Höding et al Untergrundmanagement erfordert eine noch nicht existierende Infrastruktur Entwicklung von Verfahren für integriertes Untergrundmanagement. Verfügbarkeit von Daten für 3D-Raumordnung. Unterstützung der gesamten Prozesskette von der Planung bis zur Umsetzung. Gemeinsame Anstrengung von Behörden, Wissenschaft und Wirtschaft. Start: Aufbau Geologieportal beim LBGR mit interaktivem Zugang zu Untergrunddaten. CEGIT, GFZ 7

8 Georessource Untergrund ist wesentlicher Bestandteil der Energiewende Strom + Wärme müssen betrachtet werden. Erhöhte Bedeutung Geothermie. Quantitative Pläne unter Berücksichtigung der Georessourcen erforderlich für eine sachbasierte Diskussion aller Beteiligten. Nutzung des Untergrundes als Speicher. Kapazitäten für Wärme und stoffliche Speicherung sind ausreichend. Konkurrierende Nutzung erfordert 3D-Raumordnung und neue datenintegrierende Infrastrukturen. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 8