Geothermische Stromerzeugung - Laufende Aktivitäten & deren Einordnung -

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1 Geothermische Stromerzeugung - Laufende Aktivitäten & deren Einordnung - Martin Kaltschmitt, Markus Müller Einleitung Geothermieprojekte in Deutschland Systemansätze Ausgewählte Projekte Vergleichende Analyse Energiewirtschaftliche Einordnung Potenzialanalyse Umweltanalyse Kostenanalyse Zusammenfassung und Ausblick

2 Geothermische Stromerzeugung in Deutschland Infolge von EEG und ZIP wurden eine Vielzahl von Aktivitäten im Bereich "Geoth. Stromerzeugung" angestoßen. Die Ergebnisse dieser Aktivitäten sollen belastbare Aussagen ermöglichen, welche Option einer geoth. Stromerzeugung unter welchen Bedingungen wieviel im Energiesystem von Deutschland beitragen kann. Dazu soll eine a priori offene Entwicklung gefördert werden; d. h. die gesamte Bandbreite der gegebenen technischen Möglichkeiten - auf der Basis der in Deutschland vorhandenen geothermischen Ressourcen - soll analysiert werden.

3 Verfahren zur geoth. Stromerzeugung - Übersicht - Offene Systeme Nutzung von Sedimenten (d. h. klüftig-poröse Speicher) Nutzung des Kristallin (d. h. HDR bzw. HFR) Geschlossene Systeme Nutzung mittels einer Einzelsonde (d. h. Vor- und Rücklaufsystem) Nutzung mittels einer Dublette (d. h. Durchflusssystem)

4 Verfahren zur geoth. Stromerzeugung - Offene Systeme - Sedimente - Quelle: GFZ Potsdam

5 Verfahren zur geoth. Stromerzeugung - Projekte "Norddt. Becken" - Neustadt-Glewe: seit November 03 in Betrieb, aufgrund von Einstellarbeiten ab Ende Mai 05 im 24 h-volllastbetrieb, neuer Kühlwasserbrunnen für bessere Wasserqualität Groß Schönebeck: Aufarbeiten des Bohrlochs, Aufnahme von Logfahrten, Sicherung des Bohrlochs mit geschlitztem Liner, Fortführung der Frac-Experimente, insgesamt: Meilensteine wurden erreicht; nächste Projektphase mit zweiter Bohrung ist in Vorbereitung

6 Verfahren zur geoth. Stromerzeugung Oberrheingraben - Projekte "Süddeutschland" - Bruchsal: übertägige GfK-Verbindung wird nach Mittelbewilligung der durch Stahlleitung (bis Mitte 2004) ersetzt Speyer: erste Bohrung planmäßig abgeschlossen, Stimulationsergebnisse werden derzeit ausgewertet Offenbach / Pfalz: Vorplanungen abgeschlossen, Bohrarbeiten zur Abteufung der Standrohrtour (160 m) Ende Mai 05 abgeschl. Süddeutsches Molassebecken Unterhaching: Bohrung befindet sich in 900 m Tiefe, gegenwärtig kurze Unterbrechung wegen Gasundichtigkeiten München Süd: Bergrechtliche Genehmigung erwartet

7 Quelle: Bad Urach Institut für Energetik und Umwelt Verfahren zur geoth. Stromerzeugung - Offene Systeme - Kristallin -

8 Verfahren zur geoth. Stromerzeugung Bad Urach - Projekte "Kristallin" - Massive Stimulationen und Niedrigrateninjektionen waren erfolgreich Unerwartet hohe Kosten führten Anfang Mai 05 zum Abbruch des entsprechenden Förderprojektes Weiterführung mit Industriebeteiligung ist in Vorbereitung Soultz (Frankreich) Bohrgerät wird derzeit demontiert, Frühsommer bis Ende September 05 Stimulationen des Untergrunds, Herbst 05 Zirkulationsversuche

9 Verfahren zur geoth. Stromerzeugung - Geschlossene Systeme - Einzelsonde - Quelle: AETNA GmbH

10 Verfahren zur geoth. Stromerzeugung - Projekt Bremerhaven - Umfangreiche Kenntnisse wurden in verschiedenen Teilgebieten erarbeitet wie u. a. Geologische Beschaffenheit des Untergrunds Abteufen von Bohrungen für tiefe Sonden unter besonderer Berücksichtigung der Kosten Verfahrenstechnik der TEWS mit dem Prinzip der Direktverdampfung Erkenntnisse in Bezug auf die Niedertemperaturverstromung von gasförmigem Ammoniak Projekt wurde aufgrund zu hoher Kosten abgebrochen

11 Verfahren zur geoth. Stromerzeugung - Geschlossene Systeme - Dublette - Quelle: TU-Berlin

12 Verfahren zur geoth. Stromerzeugung - Projekt Untersuchung UGGW - Untersuchung von Zementsuspensionen mit wärmeleitfähigkeitssteigernden Zuschlagstoffen Analyse der Abteufung von Horizontalbohrungen Untersuchungen zur Direktverdampfung von Wärmeträgerfluiden im Primärkreislauf Detailstudien zu ausgewählten Musterstandorten Berechnung der Gesamtkosten Berechnung der auskoppelbaren Leistung Umfassende Kostenanalysen (laufend)

13 Verfahren zur geoth. Stromerzeugung - Laufende Projekte - Geoth. Leistung Elektr. Leistung Art der Nutzung Temperatur Förderrate Bohrtiefe Stromerz. Lagerstätte Gepl. Inbetr. in MW in MW in C in m³/h in m Jahr Nordd. Becken Neustadt-Glewe Groß Schöneb. Bremerhaven 6,5 0,5 0,21 0, ,8 <25,2 geschl B, H, S F H, S O O A A T 2003 laufend abgebr. Rheingraben Offenbach Speyer Bruchsal Soultz ,8 5,4 ca. 0, H, S H, S H, S S K O O O A A A A? BU-Anomalie Bad Urach 6-10 ca. 1, H, S O HDR unterbr. Molassebecken Unterhaching München Süd > < H, S K K A A 2005? Bad Brauchw ; H Heizung; S Strom; A Aquifer; O ORC Anl ; K Kalina Anl ; T tiefe Sonde; geschl geschl System

14 Laufende Projekte - Regionale Verteilung -

15 Laufende Projekte Institut für Energetik und Umwelt - Tiefenbereiche und Temperaturen - 0 km Norddeutsches Becken Molassebecken Oberrheingraben Kristallin 1 km (40 C) 2 km (70 C) 3 km (100 C) 4 km (130 C) 5 km (170 C) zunehmende Tiefe Neustadt-Glewe 97 C Groß Schönebeck 150 C TU Berlin C Bremerhaven 90 C Unterhaching 120 C Bruchsal 120 C Offenbach/Pfalz, Speyer 150 C Soultz 200 C Bad Urach 170 C

16 Laufende Projekte Institut für Energetik und Umwelt - Elektrische Wirkungsgrade - Wirkungsgrad in % Bremerhaven Neustadt-Glewe Unterhaching, Bruchsal Andere Projekte ORC Kalina Flash1 Flash2 Flash1+ORC Temperatur in C Bad Urach Soultz

17 Laufende Projekte Institut für Energetik und Umwelt - Erreichbare Leistungen - 0,0X MW 0,X MW X MW XX MW Geschl. Systeme / Sonde Bremerhaven ca. 72 kw Geschl. Systeme / Dublette UGGW ca kw Bruchsal ca. 0,5 MW Offenbach ca. 4,8 MW Offene Systeme / Sedimente Offene Systeme / Kristallin Unterhaching ca. 2-3 MW Speyer ca. 5 MW Neustadt-Glewe ca. 200 kw Bad Urach ca. 1 MW Soultz ca. 6 MW

18 Laufende Projekte Institut für Energetik und Umwelt - Zusammenfassung - Leistung Technik Untertage Technik Übertage Gesamtsystem Energiew. Bedeutung Offene Systeme Klüftig-por. Speicher (+) + ++ Offene Systeme Kristallin (+) + ++ Geschl. Systeme Dublette + + +(+) (+) + Geschl. Systeme Sonde (+) (+) + + weniger aussichtsreich; +++ sehr aussichtsreich.

19 Potenzialanalyse Institut für Energetik und Umwelt - Geothermienutzung - Erzeugungspotenzial 320 TWh/a Nachfragepotenzial - Strom (ausschließlich) Nachfragepotenzial - Wärme (KWK) 288 TWh/a 66 TWh/a

20 Potenzialanalyse Institut für Energetik und Umwelt - Stromerzeugungspotenziale - Geothermie Windenergie Photovoltaik Wasserkraft Biomasse - fest Biomasse - flüssig Biomasse - gasf. Min Max Bruttostromerzeugung Erzeugungspotenziale in TWh/a

21 Potenzialanalyse Institut für Energetik und Umwelt - Endenergiepotenziale - Geothermie Windenergie Photovoltaik Wasserkraft Biomasse - fest Biomasse - flüssig Biomasse - gasf. Min Max Stromendenergieverbr Endenergiepotenziale in TWh/a

22 Geoth. (ORG) Geoth. KWK (ORG) Geoth. (NDB) Ökologische Analyse - Klimagasemissionen - Institut für Energetik und Umwelt Geoth. KWK (NDB) Windkraft Photovoltaik Wasser Biomasse Erdgas Steinkohle Bau Betrieb + Rückbau Brennstoff-Bereitstellung Klimagasemissionen in t/gwh

23 Geoth. (ORG) Geoth. KWK (ORG) Geoth. (NDB) Geoth. KWK (NDB) Windkraft Photovoltaik Wasser Biomasse Erdgas Steinkohle Institut für Energetik und Umwelt Ökonomische Analyse - Stromgestehungskosten - 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Stromgestehungskosten in /kwh

24 Energiewirtschaftliche Analyse - Zusammenfassung - Umwelt- Aspekte Ökonomische Aspekte Potenziale & Nutzung Perspektiven Geothermie Windenergie Wasserkraft Photovoltaik +(+) Biomasse ++(+) ++(+) weniger aussichtsreich; +++ sehr aussichtsreich

25 Zusammenfassung und Ausblick Die geothermische Stromerzeugung ist aus Umwelt- und Klimaschutzgründen sowie aufgrund der hohen Potenziale im Vergleich zu anderen Optionen zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien sehr vielversprechend. Nur die Kosten sind - u. a. wegen des frühen Standes der Technik und des hohen Risikos - (noch) relativ hoch. Deshalb muss es das vordringliche Ziel sein, die Technik der geothermischen Stromerzeugung - bei gleichzeitiger Markterschließung - weiter zu verbessern und kostengünstiger zu gestalten. Wenn dies gelingt, dann ist eine "Success-Story" wie bei der Windstromerzeugung denkbar - einschließlich der Erschließung der vorhandenen Exportmärkte.

26 Vielen herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.