(VIF2011 ERGEBNISPRÄSENTATION) Potenzialanalyse und Umsetzungsmöglichkeiten geothermischer Energie im Bereich der Infrastruktur der ÖBB

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1 INFRAplusGEO (VIF2011 ERGEBNISPRÄSENTATION) Potenzialanalyse und Umsetzungsmöglichkeiten geothermischer Energie im Bereich der Infrastruktur der ÖBB G.Domberger, S.Gunczy TechGate/

2 Inhalt: Projektüberblick Geothermie-Einleitung Bearbeitungsmethodik Fachexkursion Ergebnisse Pilotplanungen

3 Projektüberblick Titel: Potenzialanalyse und Umsetzungsmöglichkeiten geothermischer Energie im Bereich der Infrastruktur der ÖBB Kurztitel: INFRAplusGEO Laufzeit: Juli 2012 bis Juni 2014 / 24 Monate (verlängert bis August 2014) Gesamtkosten:

4 Geothermisches Potenzial

5 Geothermisches Potenzial Technischwirtschaftliche Nutzbarkeit: derzeit bis maximal ~6000m

6 Geothermisches Potenzial Oberflächennahe Erdwärme (0-200m) Mitteltiefe Erdwärme ( m) Tiefe Erdwärme (>800m) Mit Wasserentnahme aus dem Untergrund Grundwasser, Tunnelwasser tiefe hydrothermale Geothermie Ohne Wasserentnahme aus dem Untergrund Thermische Nutzung von Tunnelwasser Erdwärmesonden, Erdwärmesondenfelder Erdwärmerohre (CO 2, Ammoniak, Gemische) Flächenkollektoren Tiefe petrothermale Energie (HDR, HFR, EGS) Grundwasser Erdwärmesonden Energiepfähle

7 BEARBEITUNGSMETHODIK

8 AP2 Bearbeitungsstruktur Hydrogeologie/Geologie AP3 AP4 ÖBB-Strecken Wärmefluss Haltestellen, Bahnhöfe Wärmeleitfähigkeit Wärmespeicherkapazität AP5 - Zielführende Nutzungsmöglichkeiten / AP6 - Pilotplanungen Derzeitige Energieversorgung Datenbanken Energieausweise GIS-Datensätze

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10 Karawanken-Tunnel Bosruck-Tunnel Wassermengen / Wassertemperaturen nur von wenigen Tunneln bekannt

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12 Bestand saniert Bearbeitungsstruktur / Workflow Heizwärmebedarf pro m 2 konditionierter Brutto-Grundfläche kwh/(a*m 2 ) aus AEA-Studie*** / Gebäude mit 3-10 Wohnungen Kategorie Baujahr - Zeitraum ÖBB Datenbankbezeichnungen Vollbenutzungsstunden* bis Gastronomische Einrichtung Verkauf/Geschäft ,85 168,3 152,15 140,25 68,85 60,35 37,4 Wohnung Ledigenheim Naechtigungszimmer InfraBau ,85 168,3 152,15 140,25 68,85 60,35 37,4 Sozial Pausenraum Uebernachtungszimmer Dritte ,85 168,3 152,15 140,25 68,85 60,35 37,4 Sanitär-Bad-(Sauna) Büro ,85 168,3 152,15 140,25 68,85 60,35 37,4 Gastronomische Einrichtung Verkauf/Geschäft ,15 67,15 73,95 41,65 38,25 37,4 Wohnung Ledigenheim Naechtigungszimmer InfraBau ,15 67,15 73,95 41,65 38,25 37,4 Sozial Pausenraum Uebernachtungszimmer Dritte ,15 67,15 73,95 41,65 38,25 37,4 Sanitär-Bad-(Sauna) Büro ,15 67,15 73,95 41,65 38,25 37,4 * Quelle: Quelle: VDI 2067 Blatt 2 (Dez.93) ** Austria Energy Agency: EINE TYPOLOGIE ÖSTERREICHISCHER WOHNGEBÄUDE

13 [kwh/a]

14 Nutzungsmöglichkeiten von Erdwärme

15 Geothermieprojekte der ÖBB

16 Fachexkursion: Weichenheizung Hamburg

17 Fachexkursion: DB-Weichenheizung Farchant

18 ERGEBNISSE

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20 PILOTPLANUNGEN

21 Standorte - Pilotplanungen Hallein Aspang Grazer Raum Standorte (mit Energieausweisen)

22 Exemplarische Pilotplanung - Hallein

23 Exemplarische Pilotplanung - Hallein Wärmeversorgung Bahnhof Hallein Grundfläche Bürogebäude: 610 m 2 Wärmebedarf: kwh/a Volllaststunden: 2554 h/a Heizlast: 53 kw Grundfläche Restaurant: 75 m 2 Wärmebedarf: kwh/a Volllaststunden: 2288 h/a Heizlast: 8 kw Summe Wärmebedarf: Summe Heizlast: kwh/a 61 kw

24 Exemplarische Pilotplanung Hallein Wärmepumpe Typ Wärmepumpe Nenn- Wärmeleistung Kälteleistung Elektr. Leistungsaufnahme COP [-] [-] [kw] [kw] [kw] [-] VITOCAL 300-G BW301.A45 58,9 48,9 10,7 5,50 Untergrund Geothermische Quelle Tiefe Wärmequelle Massenstrom dt=t in -T out Anzahl Bohrungen [-] [m] [kg/s] [K] [-] Wasser

25 Exemplarische Pilotplanung - Hallein Kostenabschätzung ohne Förderung: Vergleichswerte: Heizölkessel: 0,0993 /kwh Erdgaskessel: 0,0774 /kwh Fernwärme: 0,0932 /kwh

26 Exemplarische Pilotplanung - Aspang

27 Exemplarische Pilotplanung - Aspang Grundfläche 3 Wohngebäude: 1500 m 2 Wärmebedarf: kwh/a (Basis Energieausweise) Volllaststunden: 2500h/a Heizlast: 124 kw Grundfläche Aufnahmegebäude: 300 m 2 Wärmebedarf: kwh/a (Basis Berechnung AEA Studie) Volllaststunden: 4842 h/a Heizlast: 24 kw Summe Wärmebedarf: Summe Heizlast: kwh/a 148 kw

28 Exemplarische Pilotplanung Aspang Wärmepumpe Typ Wärmepumpe Nenn- Wärmeleistung Kälteleistung COP [-] [-] [kw] [kw] [kw] [-] VITOCAL 300-G Pro BW ,1 31,9 4,70 Untergrund Geothermische Quelle - Erdwärmesonden Elektr. Leistungsaufnahme spezifische Wärmequelle Tiefe Entzugsleistung dt=t in -T out Sondenanzahl [-] m W/m [K] [-] Erdsonde

29 Exemplarische Pilotplanung - Aspang Kostenabschätzung ohne Förderung: Vergleichswerte: Heizölkessel: Erdgaskessel: Fernwärme: 0,0993 /kwh 0,0774 /kwh 0,0932 /kwh

30 Exemplarische Pilotplanung Graz Raum Planungsinhalt: Wärmehaushaltssimulation Erdwärmesondenfeld 20 Erdwärmesonden / je 200m tief Angenommene max. Heizleistung: 100 kw Gesamtkollektorfläche: 500m Varianten: Ohne solarthermischer Aufladung Mit solarthermischer Aufladung

31 Exemplarische Pilotplanung Graz Raum Juli 2014 Möglichkeit für Solarkollektoren

32 Exemplarische Pilotplanung Grazer Raum EWS-Feld (20x200m, 100kW)

33 33 Exemplarische Pilotplanung Grazer Raum T-Verteilung (nach ~30 Jahren) ohne solare Aufladung Oberfläche (Gelände) T-Verteilung (nach ~30 Jahren) mit solarer Aufladung Oberfläche (Gelände) Erdwärmesondenfeld Erdwärmesondenfeld 250m Tiefe 250m Tiefe

34 Schlussfolgerungen 1 Schlussfolgerungen: Erdwärmepotenzial standortspezifisch unterschiedlich vorhanden A) Standorte mit energetischer Grundwassernutzung B) Standorte mit Erdwärmesondennutzung Günstige räumliche Voraussetzungen im Bereich der ÖBB-Infrastruktur (oft Flächenverfügbarkeit)

35 Schlussfolgerungen 2 Schlussfolgerungen - Nutzungsmöglichkeiten: Heizen von Bahnhofsgebäuden, Haltestellen und anderen Objekten der ÖBB Kühlen von Bahnhofsgebäuden und Haltestellen und anderen Objekten der ÖBB Heizen und Kühlen Kombinierte Nutzung Beheizung von Weichen zur Eis- und Schneefreihaltung Eis- und Schneefreihaltung von Bahnsteigen und Verkehrsflächen (Projekt SEVES VIF2013)

36 Schlussfolgerungen 3 Schlussfolgerungen: Nutzungsoptimierung durch Wärmespeicherung im Untergrund an den Standorten für Erdwärmesondennutzung möglich Wasserrechtliche und wasserwirtschaftliche Einschränkungen sind bundeslandabhängig zu berücksichtigen INFRAplusGEO-Datenbank-GIS-System ist ein mächtiges Werkzeug zur Standortfindung von zukünftigen Projekten Detailplanungen müssen in jedem Fall durchgeführt werden

37 Schlussfolgerungen 4 Schlussfolgerungen: Wärmepumpeneinsatz (Heizung) im Bereich der Betriebsstellen der ÖBB nur bei gleichzeitiger Adaptierung des Heizsystems wirtschaftlich Bei Niedertemperaturübergabesystemen zusätzlich auch Kühlung möglich Einsatz von Hochtemperaturwärmepumpen auch bei bestehenden Heizsystemen möglich Pilotprojekte Hallein / Aspang => aus derzeitiger Sicht wirtschaftlich

38 Ausblick Forschungsansatz und Umsetzungsmöglichkeit (Ausblick) - Geothermischer Pilotbahnhof Heizung und Kühlung mit Erdwärme Weichenheizungen mit Erdwärme Eis- und Schneefreihaltung mit Erdwärme Temperierung (Erwärmung, Kühlung) der Wartebereiche Speicherung von Wärme (Abwärme aus Kühlung, solare Wärme) Planung Umsetzung Monitoring Bewertung (nach einigen Betriebsjahren)

39 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Dank an das ÖBB-Expertenteam! JR-Projektteam: Gunnar Domberger (PL) Stefan Gunczy Anton Wenzel Kurt Könighofer Johanna Pucker JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbh RESOURCES Elisabethstrasse 18, 8010 Graz