Tiefengeothermie. dezentraler Energieversorgung. Gemeinde Unterhaching. Dr. Erwin Knapek. SPD Fachdiskussion, Meiningen

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1 Tiefengeothermie Ein Beispiel dezentraler Energieversorgung Gemeinde Unterhaching Dr. Erwin Knapek SPD Fachdiskussion, Meiningen

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3 Isothermen Top Malm 3

4 Wasserwegsamkeiten 4

5 Fündigkeit Bohrung 1 122,8 C 150 l/s 3350 m vertikal Bohrung C >>150 l/s 3680 m vertikal

6 Erlaubnis und Bewilligungsfelder in der Molasse Quelle: BStMWIVT 6

7 Überblick zu Geothermieheiz- bzw. kraftwerken in der Metropolregion München Garching 11 6 MW th Aschheim MW th U-schleißheim 03 7 MW th Straubing MW th Altdorf Ismaning U-föhring MW th Erding MW th Simbach MW th Waldkraiburg Poing MW th Freiham Kirchweidach 10 MWel Kirchstockach 5 MW el Pullach MW th Mauerstetten Grünwald 38 MW th 4 MW el Dürrnhaar 5 MW el Taufkirchen 4MW el Sauerlach 5 Mwel U-haching MW th MW el SWM Riem MW th Geretsried 15 Anlagen i. Betrieb: 130 MWth 20 MWel Traunreut 11 Anlagen im Bau: 110 MWth 40 MWel 7

8 Die Pionierrolle der Geothermie Unterhaching: Wärme und Strom parallel 3,36 MW Ein Dreiwegeventil steuert die Fließraten für die Wärme und Stromproduktion 123,5 C 38 MW therm 60 C Die Anforderung von Wärme hat Priorität Die Stromproduktion wird präzise im Sekundentakt der alternierenden Fließrate angeglichen Die Vorlauftemperatur für die Fernwärme kann ohne Zuheizung erzeugt werden Es werden stets 100% des Thermalwassers verarbeitet Quelle: Geothermie Unterhaching 8

9 Kraftwerk mit Kalina Dampfkreislauf und Einsatz von Plattenwärmetauschern Ammoniak : Wasser ca. 85% : 15% Quelle: Geothermie Unterhaching 9

10 Warte Maschinenhalle - Kühltürme Modell Siemens AG 10

11 Plattenwärmetauscher evaporator pre-heater condenser district heating Quelle: Geothermie Unterhaching 11

12 und es funktioniert! Parallelbetrieb Strom/Fernwärme KW 5/ (Daten geglättet) m³/h Volumenstrom Thermalwasser gesamt Volumenstrom an Kalina Volumenstrom an Fernwärme Quelle: Geothermie Unterhaching 12

13 und es funktioniert auch auf Dauer! Parallelbetrieb Strom/Fernwärme KW ,00 (Daten geglättet, ohne Stillstandszeiten) 400,00 350,00 300,00 m³/h 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0, Volumenstrom Thermalwasser gesamt Volumenstrom an Kalina Volumenstrom an Fernwärme Quelle: Geothermie Unterhaching 13

14 Maximale Jahresproduktion Geothermie Unterhaching MW therm Vertraglich verbriefte Fernwärmeleistung Zusatzleistung Geothermie Grünwald Fernwärme (Winter) tatsächliche Spitzenlast Thermisches Leistungspotenzial für Stromproduktion mit Kalina Technik Fernwärme (Sommer) Grundlast 14

15 Fernwärmeversorgung 38 km Fernwärmeleitung Invest: 85 Mio. Euro davon 48 Mio. Euro für FW Anschlussleistung 2013: 58,5 MW therm 50% der Haushalte in Uhg Anschlusskosten für Wärmetauscher und 5 m Leitung im Grundstück: 1233,00 Euro (bis Ende 2010) Arbeitspreis: 0,0556 /kwh Kraftwerk Redundanz Thermalwasserleitung Injektion Anschlusskostenpauschale neu: 4.428,57 (KfW: 1800,00 ) 15

16 Wärmeverbund Grünwald - Unterhaching 16

17 Preisentwicklung Tiefen Geothermie Wärme 17

18 Ökonomischer Vorteil des Parallelprozesses Bei idealer Wärmenutzung führt die Stromerzeugung zu einer bedeutenden Zusatzeinnahme zur Abdeckung der Fixkosten (z. B. Lohnkosten) für die Fernwärme Vollständige und sinnvolle Nutzung des Thermalwassers außerhalb der Heizperiode, da die Förderpumpen nur in einer geringen Bandbreite geregelt werden können. 18

19 Herausforderungen 1 Technisch: Zu geringe Kapazität an Bohrgeräten und Bohrteams (Ausbildung von MA!) und damit zusammenhängend zu hohe Bohrpreise Zuverlässig laufende langlebige Förderpumpen für Thermalwässer mit hoher Temperatur und hohen Volumenströmen (derzeit gibt es F&E Projekte beim BMU/PTJ) Probleme der Ablagerung von störenden Schichten (scaling) und der Korrosion infolge des Chemismus der Thermalwässer an deren Oberflächen von untertägigen wie obertägigen Installationen (F&E Projekt BMU; F&E Projekt GEBO) 19

20 Potenziale der Geothermie Norddeutsches Becken Oberrheingraben Potenziell hydrothermale Vorkommen Molassebecken Aquifere Stromerzeugung Kristallin Hydrothermale Wärmenutzung 20

21 Petrothermale Geothermie: EGS Enhanced Geothermal Systems Soultz-sous-Forêts: 3 Bohrungen, je ca m tief Leistung ca. 1,5 MW Quelle: soultz.net 21

22 Stimulation mit Wasser 22

23 Projekt Basel 23

24 Basel, ein Erfolg 24

25 Fazit Basel Das gilt auch für ein prinzipiell einfaches Projekt der Oberflächengeothermie wie in Staufen (Breisgau) 25

26 Entwicklung der Geothermie Neue Projekte Anzahl neuer Proje ekte pro Jahr Petrothermale Projekte > Projekte > 100 TWh/a Hydrothermale Projekte ~ Projekte ~ 4,6 TWh/a Zeit 26

27 Herausforderungen 2 Rechtlich und politisch: Einbindung der betroffenen Bevölkerung / Akzeptanz F & E Förderung für Demonstartionsvorhaben (Pilotprojekte) Neue Finanzierungsmodelle und Versicherung der Fündigkeit (z.b. Bürgschaften für Kredite durch den Bund oder die Länder, Impulsprogramm Geothermie Bohrungen) 27

28 Vorteile der Geothermie EEG-Vergütung für Strom für 20 Jahre Potenziell günstige Wärmeversorgung Positiver Standortfaktor CO 2 -emissionsfrei Imagegewinn Konkurrenzfähige Preise Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern Lokale Wertschöpfung Grundlastfähigkeit Preisstabilität Versorgungssicherheit Chance zur Erfüllung gesellschaftlicher und umweltpolitischer Anforderungen 28

29 Glück auf! Und danke für die Aufmerksamkeit 29

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