Tiefe Erdwärmesonde Triemli

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1 Tiefe Erdwärmesonde Triemli Eine ökonomische Analyse Journée romande de la géothermie, 22. November 2016

2 Disposition 1. Ausgangslage und Zielsetzung 2. Definition TEWS 3. Voraussetzungen und Potenzial der TEWS in der Schweiz 4. Die TEWS Triemli 5. «Lessons Learnt»: Idealtypischer Ablauf eines TEWS-Projektes 6. Ökonomische Analyse der TEWS Triemli 7. Fazit S. 2

3 1. Ausgangslage und Zielsetzung Tiefe Erdwärmesonde (TEWS) Triemli, Zürich: Grösste Anlage ihrer Art in der Schweiz Eigentümer: Elektrizitätswerk der Stadt Zürich Installation TEWS in eine nicht-fündige Erkundungsbohrung für ein Projekt der tiefen Geothermie Zielsetzung der Analyse: Könnten TEWSgrundsätzlich auchbeiweiteren nicht-fündigen Erkundungsbohrungen der tiefen Geothermie realisiert werden? Ø Ökonomische Analyse am Fallbeispiel der TEWS Triemli Ø «Lessons Learnt» zwecksmultiplikation S. 3

4 2. Definition TEWS Geschlossenes System zur Erdwärmegewinnung Funktioniert vergleichbar mit untiefer EWS grössere Tiefen (bis zu 2-3 Kilometer) Höhere Temperaturen Höhere energetische Leistungen Quelle: EWZ S. 4

5 3. Voraussetzungen und Potenzial der TEWS in der Schweiz Erstellung einer Tiefenbohrung zum Betrieb einer TEWS aus ökonomischersicht nichtmachbar (erhebliche Bohrkosten). Realisierung einer TEWS setzt bereits bestehendes Bohrloch voraus (z.b. Projekte dertiefen Geothermie). Situation inder Schweiz: o Über 20 Bohrlöcher in der Planungsphase (Risiko der Nicht-Fündigkeit) o 16 Tiefenbohrungen (davon 11 nicht-fündig) zwischen 1987 und 1997 (Risikodeckung des Bundes). Ø TEWS als Option für die Nutzung der Erdwärme bei nichterfolgreichen Projektender tiefen Geothermie S. 5

6 4. Die TEWS Triemli S. 6

7 4. Die TEWS Triemli Die Anlage versorgt rund 200 Wohnungen mit Wärme zum Heizen und mit Brauchwarmwasser. Wärmeerzeugungsanlage: Bivalentes System mit Erdwärme (TEWS und 28 EWS, Quelle für Wärmepumpe) und Erdgaskessel. Rund MWh produzierte Wärmeenergie. o 80% durch Erdwärme (90% TEWS, 10% EWS) o 20% durch Erdgaskessel TEWS für Bandenergie, Erdgaskessel für Spitzenlast und Backup bei Ausfall des Wärmepumpenbetriebes. S. 7

8 5. «Lessons Learnt»: Idealtypischer Ablauf eines TEWS-Projektes Projekt der tiefen Geothermie Abnehmerstruktur für die erzeugte Wärme Erhebung von geologischen Daten bei der Realisierung der Tiefenbohrung für die Modellierung Projekt TEWS Zeitmanagement 1. Planung und Ausrichtung Wärmeerzeugungsanlage 2. Einbau der TEWS 3. Testphase TEWS und Realisierung Wärmeerzeugungsanlage Präzise Simulation TEWS als Quelle für Bandenergie Projektierung der Haustechnik Zusammenarbeit mit erfahrenen Unternehmen Finales Konzept der Anlage nach Testphase S. 8

9 6. Ökonomische Analyse der TEWS Triemli Fokus der Analyse Bivalentes System Geothermie TEWS + Wärmepumpe Erdgas Gaskessel Bandenergie Spitzenlast Ökonomische Analyse Unit Technical Costs (UTC, Wärmegestehungskosten) Nettobarwert (Net Present Value, NPV) Variante 1 Heutige Situation der TEWS Triemli Variante 2 Optimierte TEWS aufgrund von «Lessons Learnt» (-10% Investitionskosten, +10% produzierte Wärmeenergie) S. 9

10 6. Ökonomische Analyse der TEWS Triemli UTC Investitionsschnittstellen beider Realisierung einer TEWS Gesamte Wärmeerzeugung und -verteilung Gesamte Wärmeerzeugung Wärmeerzeugung Geothermie Wärmequelle Geothermie TEWS + Wärmebereitstellung Wärmepumpe + Wärmeverteilung (Hin- und Rückleitungen usw.) Wärmeerzeugung Erdgas S. 10

11 6. Ökonomische Analyse der TEWS Triemli UTC (Variante 1) Total UTC Variante 1 (Rp./kWh) Capex Wärmequelle TEWS Capex Wärmeerzeugung TEWS, Wärmepumpe Opex Total Wärmeerzeugung Capex + Opex 20 Jahre 30 Jahre 40 Jahre 50 Jahre Zum Vergleich: Einstandspreis für Erdgas in der Schweiz für eine Anlage mit vergleichbarer Leistung und Verbrauch (nur Preis für den Brennstoff) liegt derzeit bei durchschnittlich 7 Rp./kWh. S. 11

12 6. Ökonomische Analyse der TEWS Triemli UTC (Variante 2) Total UTC Variante 2 (Rp./kWh) Capex Wärmequelle TEWS Capex Wärmeerzeugung TEWS, Wärmepumpe Opex Total Wärmeerzeugung Capex + Opex 20 Jahre 30 Jahre 40 Jahre 50 Jahre Vergleich zu Variante 1: Minus 25% UTC (unabhängig von der Abschreibungsdauer). Total UTC sind schon bei kurzer Abschreibungsdauer vergleichbar mit dem Einstandspreis für Erdgas (nur Brennstoff ohne CAPXundOPEX). S. 12

13 6. Ökonomische Analyse der TEWS Triemli NPV NPV = Diskontierte Erträge (verkaufte Wärme) minus Diskontierte Summe von Capex und Opex Der NPV ist bei beiden Varianten bereits bei einem Abschreibungszeitraum von 20 Jahren positiv. Investitionen sind in der Regel mittelfristig rentabilisierbar. Dabei werden Bohrkosten als «Sunk Costs» betrachtet. S. 13

14 6. Ökonomische Analyse der TEWS Triemli EMV TEWS & Projektdertiefen Geothermie TEWS kann in einer «nicht-fündigen Tiefenbohrung» für die hydrothermalenutzung eingebautwerden (max 100 ºC). Im Falle eines Misserfolges verbessert die aus der TEWS produzierte und verkaufte Wärme die erwartete Rentabilität der Gesamtinvestition (EMV, Expected Monetary Value). EMV = Erfolgswahrscheinlichkeit (30%) X Nettobarwert Erfolgsfall + Misserfolgswahrscheinlichkeit (70%) X Nettobarwert Misserfolgsfall Ein erwarteter positiver EMV ist aus ökonomischer Sicht ein wichtiger Faktor für die Realisierung eines Projektes der tiefen Geothermie. S. 14

15 6. Ökonomische Analyse der TEWS Triemli EMV Ergebnis EMV Die Kalkulationen basieren auf Standardinvestitionskosten und der Erfolgswahrscheinlichkeit für eine typische hydrothermale Anlage. S. 15

16 7. Fazit Ökonomische Sicht: Installation einer TEWS als valable Option (Plan B) zur Nutzung der Wärme im Untergrund bei einer nicht realisierbaren hydrothermalen Geothermieanlage. Allfällige Realisierung einer TEWS ist bei der Planung und Konzeption eines hydrothermalen Projektes mit zu berücksichtigen. Durch die Installation der TEWS kann auf den Rückbau des Bohrlochs (Füllung mit Zement) verzichtet werden. Die dadurch eingesparten finanziellen Mittel können in die TEWS investiert werden und decken bereits einen beachtlichen Anteil des benötigten Investitionsvolumens. S. 16

17 Herzlichen Dank Kontakt conim ag Urs Keiser, Managing Partner / uk@conim.ch Gabriele Butti, Project Manager / gb@conim.ch S. 17