Potenziale der Tiefengeothermie und deren Nutzung im hessischen Teil des Oberrheingrabens aus Sicht der HSE AG

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Etta Kalb
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1 HEAG Südhessische Energie AG (HSE) Potenziale der Tiefengeothermie und deren Nutzung im hessischen Teil des Oberrheingrabens aus Sicht der HSE AG Prof. Dr. Jens Hesselbach Matthias W. Send Dipl.-Wi.-Ing. Gordon Appel

2 Inhalt 1. Der HSE-Konzern 2. Geothermisches Potenzial in Südhessen 3. Hemmnisse bei der Erschließung geothermischer Ressourcen 4. Strategie der HSE AG Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 2

3 Der HSE-Konzern - Energie für die Zukunft Ökostrom für alle Heute schon ist die HSE-Vertriebsgesellschaft ENTEGA der größte Ökostromanbieter in Hessen und Rheinland-Pfalz - deutschlandweit die Nummer zwei. Investitionsprogramm für Zukunftsenergien Die HSE investiert bis 2015 insgesamt ca. 1 Mrd. Euro in regenerative Energien. Bis zum Jahr 2015 sollen 20 Prozent des Stromportfolios aus erneuerbaren Quellen stammen ein Standbein ist dabei die Geothermie. Eigenständige Forschung und Entwicklung Als erstes Unternehmen der Energiebranche hat die HSE mit dem NATURpur Institut für Klima- und Umweltschutz ggmbh (IKU) ein eigenständiges Institut für die Forschung und Entwicklung von erneuerbaren Energien gegründet. Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 3

Geothermisches Potenzial in Südhessen - Technologien Tiefe Erdwärmesonden - Bohrtiefen 2.000-3.

4 Geothermisches Potenzial in Südhessen - Technologien Tiefe Erdwärmesonden - Bohrtiefen m - geschlossenes System in dem ein Fluid zirkuliert - meist Nutzung der Energie als Fernwärme Hydrothermale Systeme - Bohrtiefen m (übliche Bohrtechnik) - Nutzung von Aquiferen (wasserführende Formationen) - natürlicher Wärmetauscher: Poren/Klüfte, Störungszonen etc. Petrothermale Systeme (Hot Dry Rock) - Bohrtiefen > m (anspruchsvolle und teure Bohrtechnik) - trockener Untergrund: künstlicher Wärmetauscher - Kluftöffnung durch hydraulische Stimulation Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 4

5 Geothermisches Potenzial in Südhessen Definition des Potenzialbegriffs - theoretisches Potenzial - technisches Potenzial - erschließbares Potenzial Fokus der Betrachtungen liegt auf Technologien, welche sich zur Stromerzeugung eignen - hydrothermale (kurz- und mittelfristig) - und petrothermale Systeme (langfristig) Grundlagen für die Abschätzung des Potenzials (nach Jung et al. 2002) - Temperatur und Fließrate - Bohrtiefe und Druckdifferenz - Transmissibilität - Nachhaltigkeit des Reservoirs Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 5

6 Quelle: Sass I. und Bär C. (2008): 3D-Modell der geothermischen Tiefenpotenziale in Hessen - Erste Ergebnisse. 3. Tiefengeothermie-Forum. Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 6

7 Geothermisches Potenzial in Südhessen Relevante Parameter für die erfolgreiche Realisierung eines Geothermieprojektes - Temperatur und Wärmestromdichte - hydraulische Parameter (z.b. Transmissivität, Porosität) - thermophysikalische Gesteinseigenschaften (z.b. Wärmeleitfähigkeit) - Fluideigenschaften (z.b. Dichte, Salzgehalt) - geologische Eigenschaften (z.b. Störungen, Spannungsfeld) Günstige Reservoirgesteine im Oberrheingraben und ihre Relevanz für Hessen Reservoirgestein Bundsandstein Muschelkalk Rotliegendes Kristalin Oberrheingraben x x x x Hessischer Teil - - x x Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 7

8 Geothermisches Potenzial in Südhessen Theoretisches Potenzial (in Anlehnung an Jung et al und Sass 2008) Technologie Theoretisches zur Stromer- Wirkungsgrad Elektrische Nachhaltigkeit Jahresnutzungs- Leistung Potenzial zeugung nutzbar Stromerzeugung Energie 1000 Jahre stunden [ EJ ] [ EJ ] [ % ] [ EJ ] [ GWh/a ] [ h/a ] [ MW ] Hydrothermal 15 3,00 0,11 0, (Rotliegendes) Hydrothermal ,00 0,11 1, (Störungszonen) Petrothermal ,00 0,11 7, (Kristallin) ,00 9, Technisches Potenzial Für kurzfristigen Zeitraum bis 2020 in Hessen relevante Technologie (Hydrothermal) Leistung [ MW ] 76 Leistung pro Kraftwerk [ MW ] 4 Elektrische Energie [ GWh ] 608 Anzahl Kraftwerke in Hessen 19 Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 8

9 Hemmnisse bei der Erschließung geothermischer Ressourcen Wirtschaftlich - lange Realisierungszeiträume und hohe Investitionskosten - hohes Risiko in Bezug auf die Fündigkeit (KfW Fündigkeitsrisiko Tiefengeothermie Mitwirkung Hausbank erforderlich) Technologisch - Verfügbarkeit von geologischen Daten (Seismik, Bohrlochmessungen etc.) - Systemwirkungsgrad (Förderpumpen, Kraftwerk etc.) - Stimulationstechniken und damit verbundene Seismizität Sonstiges - Wahrnehmung in der Öffentlichkeit (Staufen, Basel etc.) - Politik/Verwaltung bei der Vergabe und Verlängerung von Aufsuchungserlaubnissen Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 9

10 Beantragte bzw. bewilligte Aufsuchungserlaubnisse (Stand: Juni 2009) Quelle: Fritsche J.-G. (2009): Genehmigungspraxis für Projekte der tiefen Geothermie in Hessen. Geothermal Summer School Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 10

11 Seismiklinien Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 11 Quelle: Schulz, R., Agemar, T., Alten, A.-J., Kühne, K., Maul, A.-A., Pester, S. & Wirth, W. (2007): Aufbau eines geothermischen Informationssystems für Deutschland. Erdöl Erdgas Kohle 123, 2: 76-81; Hamburg.

12 Bohrungen > m Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 12 Quelle: Schulz, R., Agemar, T., Alten, A.-J., Kühne, K., Maul, A.-A., Pester, S. & Wirth, W. (2007): Aufbau eines geothermischen Informationssystems für Deutschland. Erdöl Erdgas Kohle 123, 2: 76-81; Hamburg.

13 Aufgrund der exemplarisch dargestellten Hemmnisse ist ein erschließbares Potenzial von GWh el (5-10 Geothermiekraftwerke) in Hessen bis 2020 realistisch (0,13-0,26% des Endenergieverbrauches in Hessen ohne Verkehr) Strategie der HSE AG Fokus auf Stromerzeugung (bei positiven infrastrukturellen Gegebenheiten zusätzlich KW(K)K zur Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades bevorzugt) Parallel Entwicklung von Projekten mit rein thermischer Nutzung (Tiefe Erdwärmesonden mit Nahwärme- bzw. Kältenetzen) Beantragung von Aufsuchungserlaubnissen durch die HSE AG oder zusammen mit Kooperationspartnern in Hessen Beteiligungen an Projekten im nördlichen Oberrheingraben werden geprüft Strategische Partnerschaften bei der gemeinsamen Entwicklung von Erlaubnisfeldern (vom Erlaubnisfeldmarkt zur gemeinsamen technologischen Weiterentwicklung der Geothermie) Initiierung von F&E-Projekten im Bereich der Tiefengeothermie Förderung wissenschaftlicher Einrichtungen durch das NATURpur Institut für Klima- und Umweltschutz ggmbh (IKU) Prof. Dr. Jens Hesselbach und Matthias W. Send 13

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