Potenzialstudie Erneuerbare Energien NRW Teil 4 - Geothermie

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Willi Rothbauer
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1 Potenzialstudie Erneuerbare Energien NRW Teil 4 - Geothermie Willicher Praxistage Geothermie LANUV NRW/FB 37 Klaus Vogel

2 Potenzialstudie Erneuerbare Energien NRW Ziel: Energieformen: Ermittlung regionaler Potenziale für Erneuerbare Energien in NRW (Auftrag des MKULNV) Wind, Solar, Biomasse, Geothermie, Wasser Bausteine: 1. Darstellung des Bestandes 2. Ermittlung regionaler Potenziale Beratung durch externe Experten Bereitstellung von Ergebnissen und Grundlagendaten im Energieatlas NRW (

Bausteine: 1. Darstellung des Bestandes 2.

3 Erdgebundene Wärmepumpen Bestand und installierte Leistung in Nordrhein-Westfalen

4 Vorgehensweise Schriftliche Umfrage bei allen 54 Unteren Wasserbehörden in NRW Vorgefertigter Umfragebogen Anzahl der Anlagen pro Gemeinde (Sonde, Kollektor, WW) Durchschnittlich installierte Leistung pro Anlagentyp und Gemeinde Hochrechnung des Bestandes für NRW auf Basis der Einwohnerzahlen in NRW Hochrechnung der installierten Leistung für NRW anhand des Erdwärmepumpenbestands und der durchschnittlichen Leistung

Leistung pro Anlagentyp und Gemeinde Hochrechnung des Bestandes für NRW auf Basis der Einwohnerzahlen in

5 Anlagenbestand in NRW I Insgesamt ca gemeldete erdgekoppelte Wärmepumpen in NRW

6 Anlagenbestand in NRW II Durchschnittlich 12,7 Anlagen pro Tausend Besitzstücke Prozentuale Verteilung Sonde Wasser-Wasser Kollektor 6% 4% 90%

7 Installierte Leistung Installierte Leistung von ca. 490 MW für ganz NRW Für die Hälfte der Anlagen war die Leistung angegeben Bei 1/3 der Anlagen wurde die Leistung abgeschätzt Durchschnittliche Leistung nach Anlagentyp Sonde: 10,3 kw Durch Erdwärmepumpen gedeckter Bedarf 0,4% Wasser-Wasser: 14,8 kw Kollektor: 9,6 kw Gesamtwärmebedarf in NRW: 271,1 TWh/a 99,6%

Anlagen wurde die Leistung abgeschätzt Durchschnittliche Leistung nach Anlagentyp Sonde:

8 Einzelauswertung Gemeinde/Kreis mit höchster Geothermiedichte in NRW (Anlagen/Tausend Besitzstücke) Kreis Olpe 29,7 Gemeinde Hövelhof101, Kreis Viersen 17,0 (Platz 10) Stadt Willich 26,4 (Platz 42) 1% 6% Prozentuale Verteilung (Willich) Sonde 93% Wasser- Wasser 0,95 % des Wärmebedarfs von Willich werden über die oberflächennahe Geothermie gedeckt

Viersen 17,0 (Platz 10) Stadt Willich 26,4 (Platz 42) 1% 6% Prozentuale Verteilung (Willich) Sonde

9 Diskussion/Ausblick Anlagenbestand mit geringem Unsicherheitsfaktor Installierte Leistung mit hohem Unsicherheitsfaktor Teilweise liegen Daten zu Anlagen nur ab einem bestimmten Jahr digital vor oder eine Differenzierung nach Anlagentyp lag nicht vor Es ist damit zu rechnen, dass nicht gemeldete Anlagen den tatsächlichen Bestand leicht erhöhen Abfrage alle 2 Jahre Gleicher Abfragebogen erstmalige Aufnahme des Bestands in den Energieatlas NRW ist für 2016 geplant installierte Leistung aufgrund der Datenlage noch nicht

damit zu rechnen, dass nicht gemeldete Anlagen den tatsächlichen Bestand leicht erhöhen Abfrage alle 2 Jahre Gleicher Abfragebogen

10 Potenzialanalyse Methodik und Vorgehensweise

11 Einleitung Betrachtung der Oberflächennahen Geothermie und Nutzung der Erdwärmesondentechnik (Sondentiefe 100 m) Darstellung der Potenziale auf Gemeinde-, Kreis-, Regierungsbezirk- und Landesebene Nutzung der Geothermie auf eigenem Grundstück Potenziale abhängig vom Wärmebedarf Einbindung einer Arbeitsgruppe Geologischer Dienst NRW, Energieagentur NRW, Bezirksregierung Arnsberg, Bundesverband Geothermie, FB 52 LANUV (Grundwasser), Untere Wasserbehörde

eigenem Grundstück Potenziale abhängig vom Wärmebedarf Einbindung einer Arbeitsgruppe Geologischer Dienst NRW,

12 Ermittlung Besitzeinheiten Luftbild: ESRI

13 Gebäude - Nutzungsgruppen ID Gruppe Nutzungsgruppe Anzahl Gebäude 0 Aussortierte Gebäude Wohngebäude Nicht-Wohngebäude Sondergebäude mit hohen Heizbedarf Sondergebäude mit niedrigen Heizbedarf Summe

14 Restriktionen - II Geologische und Hydrogeologische Restriktionen Wasserschutzzonen Schutzzonen I und II wurden als Ausschlussflächen definiert Für die Schutzzonen III, IIIa, IIIb und IIIc wurden 2 Szenarien betrachtet Szenario A: Sondentiefe 40 m kein Glykol Szenario B: Ausschlussflächen

definiert Für die Schutzzonen III, IIIa, IIIb und IIIc wurden 2

15 Eingabestandards Wärmeleitfähigkeit Sondentiefe Sondenausbau Sonden 40m, 100m Doppel-U- Bohrlochdurchmesser Verfüllmaterial optimiert 150 mm thermisch Lastverteilung, Simulationsdauer, Wärmeträgertemperatur etc.

Bohrlochdurchmesser Verfüllmaterial optimiert 150 mm

16 Platzierung der Sonden

17 Wärmebedarf der Gebäude - I Wärmebedarf der Gebäude in NRW nicht flächendeckend vorhanden Ermittlung des Bedarfs aller Gebäude über: Gebäudevolumen (Umrechnung in beheizte Fläche mittels EnEV 2009) Festlegung eines durchschnittlichen energetischen Alters und des Heizwärmebedarfs Festlegung von Vollbenutzungsstunden für die unterschiedlichen Gebäudetypen Berücksichtigung des Warmwasserbedarfs in Anlehnung an die EnEV 2009 Klimatischer Einfluss

durchschnittlichen energetischen Alters und des Heizwärmebedarfs Festlegung von Vollbenutzungsstunden für die

18 Wärmebedarf der Gebäude - II Gebäudeklasse Gebäudevolumen [m³] Faktor Nettovolumen (EnEV 2009) Faktor Netto- Fläche (EnEV 2009) beheizte Fläche [m²] Wärmebedarf [kwh/m²a] Wärmebedarf [MWh] ,76 0, , ,8 0, , ,8 0, ,8 0, ,0

[m²] Wärmebedarf [kwh/m²a] Wärmebedarf [MWh] 1 500 0,76 0,32 121 165 20,0 2

19 Potenzialanalyse Ergebnisse

20 Wärmebedarf in NRW 1. Köln GWh/a 2. Düsseldorf GWh/a 76. Willich 775,2 GWh/a 1. Straelen 55,8 MWh/a 2. Rüthen 33,8 MWh/a 268. Willich 15,3 MWh/a

21 Geothermisches Potenzial 1. Essen GWh/a 2. Köln GWh/a 3. Dortmund GWh/a 118. Willich 355,6 GWh/a

22 Deckungsanteil am Wärmebedarf 1. Hopsten 97,0 % 2. Lippetal 95,5 % 3. Welver 94,3 % 361. Willich 45,9 %

23 Szenario B Ohne WSG III 1. Schwerte 99,2 % 2. Bad Lippspr. 98,9 % 3. Monschau 98,2 % 18. Willich 53,0 %

24 Neubaupotenzial 1. Köln 16,6 GWh/a 2. Dortmund 13,3 GWh/a 3. Düsseldorf 12,6 GWh/a 32. Willich 2,2 GWh/a

25 Gesamtergebnis Wärmebedarf 271,1 TWh/a Geothermisches Potenzial Szenario A (mit WSG III) Szenario B (ohne WSG III) 153,7 TWh/a 141,3 TWh/a Deckungsanteil Szenario A (mit WSG III) 56,7 % Szenario B (ohne WSG III) 52,1 % Neubau Pro Jahr Bis ,43 TWh/a 6,0 TWh/a

26 Fazit Das geothermische Potenzial spiegelt die Wechselwirkungen verschiedener Einflussgrößen wider: Bebauungsdichte Restriktionsflächen Geothermische Parameter etc. Technisches nutzbares Potenzial wird ausgewiesen, machbares Potenzial geringer Ergebnisse abhängig von den gewählten Randbedingungen Sondentiefe 100 m, Heiz- und Kühlbetrieb sowie punktuelle Restriktionen Zwecks konservativer Ansätze ist das technisch nutzbare Potenzial wahrscheinlich höher als der ermittelte Wert

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

28 Luftbild: ESRI

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