Macbarkeitsuntersuchung für Mitteltiefe Geothermie im Badepark Berenbostel Dipl.-Ing. Björn Oldorf M.Sc. Geow. Jan Kuhlmann

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1 Macbarkeitsuntersuchung für Mitteltiefe Geothermie im Badepark Berenbostel Dipl.-Ing. Björn Oldorf M.Sc. Geow. Jan Kuhlmann

2 H.S.W. Ingenieurbüro Gesellschaft für Energie und Umwelt mbh Gründung: 1991 in der Hansestadt Rostock Schwerpunkte: Grundwasser, Altlasten, Geotechnik...seit 1995 erste Projekte Geothermie...heute: u.a. Planungen für Geothermie, Solarparks, Energiekonzepte...seit 2005 Spezialleistung Geothermal Response Test und FEM-Simulationen Kunden: nationale und internationale Investoren, Projektgesellschaften, private und öffentliche Auftraggeber

3 Aufgaben/Schnittstellen Fachplaner Geothermie (H.S.W. GmbH) geologische Standortbewertung Klärung genehmigungsrechtlicher Aspekte Bewertung des geothermischen Potentials geothermische Messungen Dimensionierung der geothermischen Anlage Plausibilisierung des geplanten Nutzungskonzeptes Simulationen der Auswirkungen des Anlagenbetriebes auf den Untergrund Nachweisführung für Behörden Ausführungsplanung Spezialberechnungen Hydraulik Projektbegleitung Bauüberwachung Kommunikation und Koordination Abnahme/Schlussprüfung

4 Stadthafen Rostock Quelle: Google Maps Silo AIDA Home Quelle: gaia-mv

5 Silo Heizen und Kühlen mittels Energiepfählen

6 AIDA Home Vorerkundungen, Planung, Baubegleitung 0 hochdiskrete Temperatur-Profil-Messungen Teufe [m] : : : : : : : : : : : Temperatur [ C]

7 Innenministerium, Berlin

8 Was ist Geothermie/Erdwärme? Geothermische Energie ist die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Erdoberfläche. Herkunft der Erdwärme 1. Atmosphärische Einflüsse (Sonne etc.) 2. Erdinneres (Gravitationsenergie/Ursprungswärme/ Zerfall radioaktiver Isotope)

9 Temperaturniveaus in Garbsen/Berenbostel Mittlere Untergrundtemperatur bis 800 m: C Quelle: GeotIS

10 Warum mitteltiefe Geothermie? Nachteile, verglichen mit oberflächennaher Geothermie: - technisch aufwendiger - höhere Bohrmeterpreise - höhere Investitionskosten Erfolgreich realisiert in: - Heubach (Hessen) 770 m - Nienburg (NRW) 400 m - Oftringen (Schweiz) 700 m - Zürich (Schweiz) 2 x 450 m Vorteile: - geringer Platzbedarf - hohe Entzugsleistung pro Meter - grundlastfähig - effizient, hohe Leistungszahlen - risikoarm ( Fündigkeitsrisiko ) - Nutzung bewährter Bohrtechnik - genehmigungsrechtlich relativ unbedenklich - Bohrungen finanziell gefördert ab 400 m Tiefe

11 Voraussetzungen am Standort Teufe [m] Petrografie Stratigrafie Geschiebemergel Pleistozän, Quartär Fein- bis Mittelsand Pleistozän, Quartär Ton, Tonmergel, Tonstein Übergang von Sandstein in Mergelstein und Tonstein Apt/Barrêmium, Unterkreide Berriasium, Unterkreide Tonstein Tithonium, Oberjura Mergelstein, Übergang zum Liegenden in Tonstein Tithonium, Oberjura Dolomit, Kalkstein, Tonstein Kimmeridgium, Oberjura Quelle: Umweltkarten Niedersachsen Mergelstein, Tonstein Wechsellagerung von Tonstein, Kalksandstein und Sandstein >800 Tonstein Callovium, mittlerer Jura Bathonium, mittlerer Jura Bajocium, mittlerer Jura Quelle: LBEG

12 Technische Umsetzung Koaxial-Sonde nach Muster Heubach : - Tiefe ca. 800 m - Außenrohr: Stahl, ca. 180 mm Durchmesser - Innenrohr: GFK, ca. 90 mm Durchmesser - Bohrloch: teleskopiert mit abnehmendem Bohrdurchmesser, verrohrt, zementiert Quelle: HLUG

13 Vorhabensstandort und Platzbedarf der Bohrungen Ca. 50 x 35 m

14 Wärmebedarf und dessen prognostizierte Abdeckung Gebäudeseitiger Bedarf (derzeitige Versorgung über Fernwärme): Jahresabnahme Wärme: ca MWh/a Anschlussleistung: ca. 650 kw Ergebnis der Potentialberechnungen für zwei EWS (im Grundlastbetrieb bei Vollbenutzungsstunden) elektrische Wärmepumpe: gasbetriebene Wärmepumpe: Dauerleistung 70 kw Wärme 670 MWh/a (ca % des Bedarfs) Dauerleistung 190 kw Wärme MWh/a (ca % des Bedarfs)

15 Ergebnisse der 3d-Simulation Temperaturausbreitung auf nordwestliche Grünfläche beschränkt Abstand der zweiten Sonde sollte ca m betragen

16 Investitionskosten Investkosten Bohrungen Variante 1 Variante 2 (strombetriebene WP) (Gas-Absorptions-WP) Kurzbeschreibung Kosten [ ] Kosten [ ] zwei Bohrungen a 800 m, Horizontalanbindung Investkosten Erdwärmesonden zwei Sonden, Investkosten Wärmepumpen Installationskosten Haustechnik Erschließungskosten Abzug Tilgungszuschuss KfW Bohrkosten + Anlagen Ingenieur- und Planungskosten Geothermie für 70 kw (V1) bzw. 190 kw (V2) Heizleistung Installationen in der WP- Zentrale, MSR-Technik Gasversorgung und Rauchabführung ab 400 m 375 /m, 200 /kw Planung, Baubegleitung Summe Geothermie Vorteil gasbetriebener Wärmepumpen: höhere Vorlauftemperaturen, weniger hausseitige Umbauten nötig

17 Statische Amortisation Variante 1 (Strom-WP) Variante 2 (Gas-WP) Aktuell (Fernwärme) Stromverbrauch [MWh/a] Gasverbrauch [MWh/a] Fernwärmeverbrauch [MWh/a] Summe Verbrauchskosten [ /a] Wartungskosten [ /a] Einsparung Leistungspreis Fernwärmeanschluss [ /a], 37 /kw Summe Betriebskosten [ /a] Betriebskosteneinsparung [ /a] Investitionskosten [ ] Amortisationszeitraum statisch [a] 48,2 18,9 - Bezugspreise für Primärenergie: Strom: 16,0 ct/kwh, Erdgas: 6,0 ct/kwh, Fernwärme: - 9,9 ct/kwh bei Abnahme von ca MWh/a - 11,0 ct/kwh bei Abnahme von ca MWh/a - 13,0 ct/kwh bei Abnahme von ca. 500 MWh/a.

18 Dynamische Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 0 % Preissteigerung pro Jahr, 3,6 % Zins Wirtschaftlichkeit Strom-WP: > 25. BJ Wirtschaftlichkeit Gas-WP: 17. BJ Einsparpotential Strom-WP, 25 Jahre: Einsparpotential Gas-WP, 25 Jahre:

19 Dynamische Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 3 % Preissteigerung pro Jahr, 3,6 % Zins Wirtschaftlichkeit Strom-WP: 25. BJ Wirtschaftlichkeit Gas-WP: 8. BJ Einsparpotential Strom-WP, 25 Jahre: Einsparpotential Gas-WP, 25 Jahre:

20 Dynamische Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 6 % Preissteigerung pro Jahr, 3,6 % Zins Wirtschaftlichkeit Strom-WP: 18. BJ Wirtschaftlichkeit Gas-WP: 6. BJ Einsparpotential Strom-WP, 25 Jahre: Einsparpotential Gas-WP, 25 Jahre:

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Gerhart-Hauptmann-Str. 19 D Rostock Fon: 0049(0)381/ Fax: 0049(0)381/ Mail: info@hsw-rostock.de Internet: