Erdwärmenutzung in NRW

Transkript

1 Erdwärmenutzung in NRW Standortbewertung zu dem Einbau und den Betrieb von Erdwärmesonden Dipl.-Geol. Ingo Schäfer Geologischer Dienst NRW LFU Bayern Oberflächennahe Erdwärmenutzung Kollektoren Brunnen Eingriff in das Schutzgut Grundwasser Sonden 1

2 Gesetzgebung Wasserrecht (WHG, LWG) Gewinnung von Erdwärme ist mit dem vorsorgenden Grundwasserschutz und dem Schutz der Trinkwasserversorgung der Bevölkerung in Einklang zu bringen. Bergrecht (BBergG) Erdwärme ist ein bergfreier Bodenschatz, auf dem sich das Eigentum an einem Grundstück nicht erstreckt. Genehmigungsverfahren Genehmigungsbehörde bis 100 m: Untere Wasserbehörden Genehmigungsbehörde ab 100 m: Bergverwaltung Die Standortbewertungskarte bezieht sich auf den Einbau und Betrieb von Erdwärmesonden bis 100 m Tiefe 2

3 Wasserhaushaltsgesetz Genehmigungsbehörde: Untere Wasserbehörden Maßnahmen, die geeignet sind, schädliche Veränderungen der physikalischen, chemischen oder biologischen Beschaffenheit des Wassers herbeizuführen ( 3 Abs. 2 WHG) Temperaturänderungen Durchbohren mehrerer Grundwasserstockwerke Wärmeträgermedium Einleiten von Stoffen in das Grundwasser ( 3 Abs. 1 Nr. 5 WHG) Landeswassergesetz NRW 44 Zulassung von Erdwärmepumpen im vereinfachten Verfahren (1) Für das Entnehmen, Zutage leiten, Zutage fördern oder Ableiten von oberflächennahem Grundwasser oder eine Benutzung des Grundwassers nach 3 Abs. 2 Nr. 2 WHG für thermische Nutzungen bis einschließlich 50 kj/s und Wiedereinleiten des in seiner Beschaffenheit nicht weiter veränderten Wassers in das oberflächennahe Grundwasser gilt die Erlaubnis für 25 Jahre als erteilt, wenn die zuständige Behörde sie nicht binnen drei Monaten nach Eingang des Antrags versagt. Anstelle der Versagung kann die zuständige Behörde eine Erlaubnis erteilen und hierin Nebenbestimmungen nach 24 Abs. 2 aufnehmen. 3

4 Landeswassergesetz NRW (2) Dem Antrag sind Bescheinigungen eines qualifizierten Unternehmens über die Auswirkungen der Benutzung sowie über die ordnungsgemäße Errichtung der ihr dienenden Anlagen beizufügen. Die oberste Wasserbehörde ist ermächtigt, durch Verwaltungsvorschrift Anforderungen an die Qualifikation des Unternehmens und der vorzulegenden Unterlagen festzulegen. in Kraft seit Qualitätssicherung Geologie Ausführung Mensch 4

5 Qualitätssicherung: Geologie Hydrodynamik Untergrund Hydrochemie z.b. Artesische Verhältnisse Druckdifferenzen Fließgeschwindigkeit z.b. Stockwerksbau Karst Störungen z.b. Salzwässer betonaggressive GW CO2-Aufstieg TLUG Jena Geologie Stockwerksbau Verbindung von GWL hohe Druckunterschiede hydraulische hydrochemische Auswirkungen 5

6 Geologie Karst Subrosion Spülungsverlust, Auskolkung Erdfälle hohe Transportgeschwindigkeiten Qualitätssicherung: Ausführung Einbau Bohren Verpressen Befüllen Betrieb Wärmeeintrag Kälteeintrag Sondenmaterial Langzeitstabilität Leckage Verpressmaterial Außerbetriebnahme Klett Austrian Researchcenter 6

7 Qualitätssicherung: Verpressen falsches Verpressmaterial zu geringe Mengen falsche Technik mangelnde Abdichtung Suffosion Qualitätssicherung: Befüllen wassergefährdende Wärmeträgermedien unsauberes Arbeiten Grundwasser-Kontamination 7

8 Qualitätssicherung: Betrieb Kälte- / Wärmeeintrag geothermische Überbeanspruchung konkurrierend Nutzungen Summationseffekt physikalische und chemische Veränderung des GW Hygienische Probleme Sauer et al (2008) Qualitätssicherung: Langzeitstabilität Leckage Beschädigung beim Einbau Materialschwäche unsauberes Schweißen Setzungen Grundwasser-Kontamination 8

9 Qualitätssicherung: Langzeitstabilität Einwirkungen auf das Verpressmaterial Salzwasser betonaggressives GW (SO 4, CO 2, ph) thermische Belastung Gasdiffusion (CO 2, CH 4 ) hohe Druckunterschiede in GW-Leitern hydraulische und hydrochemische Auswirkungen Austrian Researchcenter geowissenschaftliche Basisdaten Interpretation von Geo-Daten unter hydrogeologischen Gesichtspunkten 9

10 Geologische Karte NRW Regional unterschiedliche Betrachtungsräume Bewertung der Hydrogeologischen Teilräume von NRW Sandmünsterland Abgrenzen der Bereiche mit hydrogeologisch ungünstigen Verhältnissen bis 100 m Tiefe Niederrheinische Tieflandbucht Münsterländer Kreidebecken Rheinische Schiefergebirge Norddeutsches Bergland Hydrogeologische Raumgliederung von NRW 10

11 Regionalbearbeiter Hydrogeologie Hr. Meyer Dr. Heuser Hr. Pohlmann Hr. Schuster Dr. Wilder Hydrogeologisch ungünstige Bereiche Wasserschutzgebiete Heilquellenschutzgebiete verkarstungsfähige Gesteine quellfähiger Anhydrit Gebiete mit CO 2 im Grundwasser Bereiche mit Salzwasseraufstieg artesisch gespannte Verhältnisse nachteilige Druckpotenzialunterschiede ungünstiger Stockwerksbau jeweils bis 100 m Tiefe LFU Bayern 11

12 Prinzip: Ampelkarte Bau von EWS unzulässig ungünstiger Bereich: Bau von EWS entsprechend den erweiterten Anforderungen der UWB voraussichtlich unkritischer Bereich: Bau von EWS entsprechend den Anforderungen der UWB Standortbeurteilung für den Einbau und den Betrieb von Erdwärmesonden Ampelkarte: Bau von EWS unzulässig ungünstiger Bereich: Bau von EWS entsprechend den erweiterten Anforderungen der UWB voraussichtlich unkritischer Bereich: Bau von EWS entsprechend den Anforderungen der UWB 12

13 Standortbeurteilung für den Einbau und den Betrieb von Erdwärmesonden Ampelkarte: Hinweis: Die rechtskräftige Entscheidung, ob der Betrieb einer Sonde angezeigt, genehmigt oder versagt werden muss, liegt immer bei den Unteren Wasserbehörden und ist unabhängig von der Beratungskarte. Die Beratungskarte soll die UWBs in ihrer Entscheidung unterstützen und stärken. Bau von EWS unzulässig ungünstiger Bereich: Bau von EWS entsprechend den erweiterten Anforderungen der UWB voraussichtlich unkritischer Bereich: Bau von EWS entsprechend den Anforderungen der UWB Zielstellung: Verfahrensvereinfachung Geologie Kenntnis der geologischen und hydrogeologischen Gegebenheiten Bevorzugte Nutzung des obersten GW- Stockwerkes Anpassen der Erlaubnis an geologische Verhältnisse Ausführung An Untergrund angepasste Bohrtechnik und Planung Fachgerechte Dimensionierung Entwicklung von Verpressmaterial Dokumentation fordern Mensch Anwenden technischer Regeln/Normen Zertifizierung und Ausbildung fördern und fordern 13