Erdwärmenutzung in Hessen - aktuelle Entwicklungen in Zahlen -

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1 Erdwärmenutzung in Hessen - aktuelle Entwicklungen in Zahlen - Dr. Sven Rumohr Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 1 Hessisches Energiekonzept

2 Hessisches Energiekonzept Ausbauziele - Ausbau der Geothermie: Die Tiefengeothermie steht noch am Anfang. Der hessische Rheingraben als primäres Erschließungsziel lässt theoretisch zwei Dutzend Anlagen zu. Bei geschätzten 20 Anlagen und 5 MW Leistung (el.) und 5 MW Leistung (th) können bis 2020 maximal 1,5 TWh/a Energie zur Verfügung gestellt werden. Zur oberflächennahen Geothermie (hier bis 400 Meter ugok) lassen sich in Hessen noch keine verlässlichen Aussagen hinsichtlich ihrer Jahresarbeitzahl und damit der tatsächlichen Primärenergieeinsparung generieren. Da insgesamt mit beachtlichen Unsicherheiten in der Bilanzierung der sich bereits im Einsatz befindlichen Wärmepumpen bestehen, wurde für die geothermische Energienutzung insgesamt von 1 TWh für das Jahr 2020 ausgegangen. 3 Hessisches Energiekonzept Welchen Beitrag können EWS-Anlagen leisten? EWS-Anlagen Ende 2010 Annahmen: 500 weitere EWS-Anlagen pro Jahr 160 m Erdwärmesondenlänge (2 * 80m) 50 W/m Entzug Betriebsstunden / Jahr = EWS-Anlagen Ende 2020 = km Erdwärmesonden-Gesamtlänge = km PE-Rohr-Gesamtlänge = 0,16 TWh/a Wärme aus dem Untergrund 4

3 Geothermische Anlagen in Hessen - Stand - Erdwärmekollektoren (vermutlich > 500 Anlagen) geotherm. Brunnenanlagen (ca. 150 Anlagen) Erdwärmesonden (> Anlagen) Grafiken: Geol. Dienst NRW 5 Erdwärmesondenanlagen in Hessen - Stand - Erdwärmesondenanlagen Gesamt: ca kw: ca (94%) > 30 kw: ca. 350 (6%) max. Heizleistung: 900 kw Hessische Standardanlage Wohngebäude / 1 2 FH kw Heizleistungsbedarf 2 Doppel-U-Sonden / Bohrungen 94 m tief (Stand: 18. Februar 2011) Standorte Erdwärmesondenanlagen 6

4 Anlagenbeispiele Erdwärmesonden EFH Feuerwache Flughafen Frankfurt Ordnungsamt Frankfurt Borgoriwald / Bonoboland Frankfurt kurz vor Ausführung: 800 m Erdwärmesonde in Heubach / Odenwald Städelmuseum Frankfurt geplant: HLUG-Messstation Bischofsheim Schwimmbad Idstein 7 Erdwärmesondenanlagen in Hessen - Trend - genehmigte EWS-Anlagen pro Jahr Ende EFH Baugenehmigungen

5 Gründe für die Entwicklung > Entwicklung in der Bauwirtschaft > Boom der Luft-Wärmepumpe > Steigende Anforderungen durch Leitfäden der Länder > Steigende Anforderungen durch technische Regelwerke SIA 384/6 (Schweiz) VDI und -2 W120-1 und -2 9 Entwurf der VAUwS - Stand Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen 10

6 Erdwärmesondenanlagen - Altlasten von morgen? - Dr. Sven Rumohr Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 11 Oberflächennahe Geothermie Vergleich zu Trinkwasserbohrungen Trinkwasserbohrung Erdwärmebohrung 12

7 Genehmigungspraxis Mögliche Gründe für Qualitätsprobleme bei EWS-Bohrungen Ziel Auftraggeber Planung / Vorerkundung Ausführende Bohrfirma Kontrolle des Bauwerks Nachweis der Ergiebigkeit Trinkwasserbohrung Gewinnung einwandfreien Trinkwassers i.d.r. gute Kenntnisse der Technik und Anforderungen ausschließlich Fachplaner / immer und aufwändig i.d.r. gut ausgebildetes Personal regelmäßig generell EWS-Bohrung kostengünstige Erschließung und Gewinnung von Wärme ( Kälte ) i.d.r. wenig Kenntnisse der Technik und der Anforderungen häufig fachfremde Planer / selten bis nie häufig gering ausgebildetes Personal i.d.r. nicht / nicht möglich i.d.r. nicht Monitoring häufig (durch Messstellen) i.d.r. nur bei großen Anlagen 13 Baustellenpraxis 14

8 Baustellenpraxis 15 Baustellenpraxis gammaaktive Ton- Zement-Suspension nicht Ton-Zement- nachweisbar Suspension nicht nachweisbar Quelle: Baumann (2010): Erste Erfahrungen bei der bohrlochgeophysikalischen Überprüfung von Erdwärmesonden; bbr 05/

9 Offene Fragen Es besteht Konsens, dass derzeit für kein Hinterfüllmaterial die Frost-Tau-Wechsel-Beständigkeit zweifelsfrei nachgewiesen werden kann. Seitens des Bundesverband Wärmepumpe e. V. wurde angemerkt, dass nicht immer sichergestellt ist, dass die Herstellerangaben zur Anmischung der Verfüllbaustoffe auf der Baustelle eingehalten werden. Auszüge aus dem abgestimmten Protokoll der am in Wiesbaden durchgeführten Anhörung zu den Anforderungen an Edwärmesonden unter Beteiligung von BWP, GtV, DVGW, VDI etc. 17 Offene Fragen 18

10 Offene Fragen Grundlagen von Herstellerangaben und Prüfzeugnissen Da bisher keine spezielle Norm für die Untersuchung von EWS-Verfüllbaustoffen existiert, verweisen Hersteller in ihren Bestätigungen oder Prüfzeugnissen auf verschiedene (Vor-) Normen aus dem Bereich der Naturstein- oder Betonprüfung, von denen insbesondere folgende zu nennen sind: DIN EN 12371: Prüfverfahren für Naturstein Bestimmung des Frostwiderstandes DIN CN/TS : 2006 Prüfung von Festbeton. Teil 9: Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand Abwitterung DIN : Prüfung von Naturstein Frost-Tau-Wechsel-Versuch, Verfahren A-Q Untergeordnet werden auch Normen zur Prüfung von Pflastersteinen, Platten und Bordsteinen aus Beton (DIN 1338 bis 1340) oder auch für Gesteinsschüttungen herangezogen (DIN ). 19 Qualitätssicherung und Fehlerquellenminimierung - Messung der Spülungs- oder Suspensionsdichte Küchenwaage 2 Spülungswaage (Leutert) 3 Aräometer (Leutert) 20

11 Welche Schäden sind bekannt? demnächst unter: Werbung in eigener Sache 22