Abstract 19. März 2015

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1 Abstract 19. März 2015 Dr. Peter Burri Geologe Präsident des Wissenschaftlich-technischen Beirates der Geo Energie Suisse Präsident Swiss Association of Energy Geoscientists Internationale Geologische Beratungstätigkeit «Tiefengeothermie in der Schweiz hat Potenzial auch nach St. Gallen und Basel» Wir haben unter unseren Füssen ein sehr grosses Energie Potential: 99% der Erde sind über 1000 C heiss, und theoretisch könnten wir alle Energie aus der Erde beziehen ohne diese Ressource je zu erschöpfen. Die Schweiz hat dazu durchaus Potential; während aber bei unseren Nachbarn, in Deutschland, Frankreich und Italien bereits Dutzende von Tiefengeothermie Projekten in Betrieb sind, steckt die Entwicklung in der Schweiz noch in den Anfängen. Bedeutend ist hier bisher nur die untiefe Geothermie zur Wärme Erzeugung: etwa ¼ der heute erstellten neuen Heizungen sind geothermische Wärmepumpen. Stromerzeugung aus Geothermie gibt es in der Schweiz noch nicht aber bis 2050 möchte der Bund 4.4 TWh aus Geothermie gewinnen (etwa 50% der Leistung eines grossen Kernkraftwerkes). Italien produziert mit 5.7 TWh bereits heute geothermisch etwa 2/3 der Elektrizität des KKW Gösgen. Für die Erzeugung von Strom braucht es grosse Mengen an heissem Wasser, respektive Dampf und daher ein sehr durchlässiges wasserführendes Gestein. Das ist in den grossen Tiefen, wo man hohe Temperaturen antrifft, eine Seltenheit. Will man Geothermie in grossem Stil zur Stromgewinnung brauchen, dann muss der unterirdische Durchlauferhitzer künstlich erstellt werden, durch Aufbrechen des Gesteins (Hydraulic Fracturing). Diese Methode wurde 2006 in Basel angewandt. Dabei kam es zu spürbaren Erdstössen. Inzwischen hat man gelernt diese Nebenwirkung zu minimieren indem man das Aufbrechen auf viele kleine Schritte verteilt. Diese Methode wird in etwa 2 Jahren im Jura erstmals zur Anwendung kommen. Die Bohrung St. Gallen hat ebenfalls zu Erschütterungen geführt, weil eine grosse vorgespannte Störung angebohrt wurde. Aus den Bohrungen Basel und St. Gallen hat man enorm viel gelernt, so dass es möglich sein sollte, künstliche Durchlauferhitzer ohne grosse Nebenwirkungen realisieren zu können. Gegenüber den anderen erneuerbaren Energien hat Geothermie den grossen Vorteil, dass sie Bandenergie liefert, also unabhängig ist von Tageszeiten, Klima und Wetter. Zudem hat Geothermie den mit Abstand kleinsten Umwelt «Fussabdruck» aller erneuerbaren Quellen. Wenn es die Schweiz wirklich Ernst meint mit dem Ausstieg aus Kernenergie und der Reduktion fossiler Energien dann wird sie um Geothermie nicht herum kommen. Allerdings darf es dann nicht zu einem Verbot der Technologie des Hydraulic Fracturing kommen, wie dies heute von gewissen Kreisen angestrebt wird.

2 Energie Gipfel Aarau 19. März 2015 Geothermie in der Schweiz hat grosses Potential - auch nach St. Gallen und Basel Peter Burri Schweizerische Vereinigung von Energie Geo-Wissenschaftern (SASEG) und Geo Energie Suisse Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 1

3 Warum Geothermie? Die Erde hat ein unerschöpfliches Potential 99% core 5000 ºC mantle >1200 ºC crust 5 50 km unseres Planeten sind > 1000 C. Totale Wärme Produktion entspricht 4.5 Milliarden x Jahresproduktionen eines durchschnittlichen Kernkraftwerkes* * O. Liétard, Total Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 2

4 Wenige km trennen uns vom Wärmereservoir Die Erdkruste ist dünner als eine Eierschale Kruste in Basel nur etwa km dick Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 3 GEOTHERMAL EXPLORERS LTD

5 Die Energie unter unseren Füssen Geothermische Energie in 1.5 km Gesteinsschicht unter der CH gekühlt um 20 C: Jahre Konsum CH Jahreskonsum Elektrizität Quelle TA Swiss Report 2014 Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 4

6 Warum Geothermie? Ökologisch Sinnvoll Geothermie liefert Bandenergie, Wärme und Strom Winter Sommer Hydro Solar Wind CO 2 -frei Nachhaltig Klima- und Wetterunabhängig Einheimisch, dezentral Geoth. Kleinster Fussabdruck ddr Erneuerbaren Energie Gipfel 2015 Geothermie in der Schweiz hat Potential 5

7 Geothermie Hydrothermal Petrothermal (EGS: Engineered Geothermal Systems) Hydrothermal!! Petrothermal (EGS)! Künstlicher Durchlauferhitzer! N Haimhausen Unterhaching Bohrung Endlhausen München Riem Isar Malmkarst (Wasser führende Kalksteinschicht) 1460 m 85 C 2500 m 3350 m 3950 m 132 C West - Seltene Anomalie der Natur - Potential in der Schweiz beschränkt - Potential in Schweiz und weltweit sehr gross Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 6

8 Geothermische Energie in der CH Netto erneuerbarer Anteil Tiefengeothermie bis jetzt vernachlässigbar Andere geoth. Systeme Oberflächenwasser Thermalbäder Erdwärmesonden Quelle: Geothermiestatistik CH, Geowatt 2014 Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 7

9 Starke Zunahme Erdsonden pro Jahr neue Sonden aber Anteil an Wärmeversorgung CH für Haushalte nur 4% Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 8

10 Warum ist der Beitrag der Geothermie zur Energieversorgung nicht grösser? Frühe Konzentration auf Vulkanische Gebiete Gebiete mit normalem Wärmefluss lange vernachlässigt Konzentration auf Hydrothermale Projekte (keine Masse) Herausforderungen in der Wärmegewinnung / Wärmeübertragung Künstliche Wärmetauscher immer noch in Pilotphase Induzierte Seismizität (Beben) Hohe initiale Kosten Wenig Sympathie in Medien (only bad news is good news?) Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 9

11 Zitat Zürcher Oberländer Dez Eine links-grüne Gruppe von Dilettanten konnte im letzten Moment daran gehindert werden die Stadt Basel in Schutt und Asche zu legen Energie Gipfel 2015 Geothermie in der Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 10

12 Geopower Basel AG Die links-grüne Gruppe von Dilettanten

13 Bohrung Basel 1: Meter tief Kosten: ca CHF/Tag Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 12

14 Basel - Konzept granitic basement Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 13

15 Künstlicher Durchlauferhitzer: Öffnen von Klüften im dichten Granit geschlossene Kluft = Schwächestelle Hydraulische Injektion öffnet Klüfte Seismisches Signal erlaubt Ortung Scherspannung versetzt Gesteinsblöcke nach Injektion passen Blöcke nicht mehr aufeinander = Kluft bleibt offen Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 14

16 Ausdehnung der Seismikwolke (Reservoir) Gemessene Erschütterungen im Untergrund zeigen Grösse der erzeugten Risse - grosse Risse grössere Beben France Deutschland Basel 1-3 Otterbach Actual Forecast Schweiz Geothermie Basel Mai 2007 Peter Burri, VSP-ASP 15

17 St. Gallen: regionaler Bruch angebohrt Druck der! Alpen! Regionaler Bruch als Ursache der Seismizizät Gas als zusätzliche Komplikation Nagra, NTB 08-04, 2008! Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 16

18 Lektionen nach Basel und St. Gallen Qualität natürlicher hydrothermaler Reservoirs ist schwierig vorherzusagen Grosse geologische Störungen haben seismisches Risiko Wesentlicher Geothermie Beitrag zur Energieversorgung nur mit EGS möglich (Enhanced Geothermal Systems - künstliche Durchlauferhitzer) Schaffung von künstlichen Reservoirs mit Wasserfracs ist möglich (Basel) Grosse künstliche Risse haben erhöhtes seismisches Risiko Fazit Hauptpotential liegt im tiefen kristallinen Untergrund der CH Viele kleine Fracs statt einer grossen Stimulation (wenig Seismizität) 17

19 Das grösste Potential liegt in der Schweiz im Kristallingestein Schematische Darstellung der Geologie auf einer Tiefe von 5 km Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 18

20 Ergebnisse der Standort Evaluation 130 mögliche Lokationen von GES identifiziert Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 19

21 Erdbeben Schweiz Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 20

22 Seimisches Risiko: natürlich und Oberflächen-Schaden Potential (Infrastruktur) Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 21

23 Mögliche Lokationen Auslese aus ca. 130 möglichen Standorten Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 22

24 Haute-Sorne Projekt Lokation Dossier 12J049 Version 001 Page n 23

25 Herausforderung Seismizität Die Magnitude der Seismik hängt von der Grösse der stimulierten Fläche ab Stimulated area Grosser Frac: spürbare Seismizität möglich Kleine Multifracs Seismizität vernachlässigkbar Présentation Sommières 10 mars 2015 Peter Burri (SASEG): Gaz de schistes 24

26 Herausforderung Lärm Geothermiebohrung St. Gallen! Geothermiebohrung Triemli (ZH)! Deep Heat Mining Basel! Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 25

27 Geothermie hat den kleinsten Fussabdruck pro Einheit Energie Geothermal Technologies Office U.S.Department Schweiz of Energy hat Potential Peter Burri, SASEG 26

28 Energie Strategie 2050 Bundesamt für Energie (erneuerbare Energie Ziele ohne Hydro) Totaler Bedarf CH 2050: ca. 80TWh Davon erneuerbare Energie ohne Hydro 2050 ca. 29 % Photovoltaik Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 27

29 Energiekonsum Schweiz Wir brauchen alle Quellen um auch nur einen Teil der Kernenergie und fossilen Energien ersetzen zu können - auch Geothermie Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 28

30 Zukunft der Geothermie in der CH Geothermie kann signifikanten Teil der Energieversorgung der CH liefern (5-15%). Wir brauchen den gesamten möglichen Mix Solar und Wind genügen nicht. Basel und St. Gallen haben viel Information geliefert aber die Technologie der Zukunft ist ganz anders Technische Machbarkeit der künstlichen Durchlauferhitzer muss nachgewiesen werden. Ein Verbot von Hydraulic Fracturing wäre schädlich für Geothermie Pilotprojekte sind teuer (Bohrungen!). Risikogarantien oder Startup Hilfe des Bundes nötig als Kick-off (mehrere 100 Mio CHF) Wirtschaftlichkeit erfordert grösseren Serien von Bohrungen Die Zeit eilt die Energieziele des Bundes sind nur eine Generation weit entfernt (35 Jahre) 29

31 und ein Blick auf den grössten Beitrag zur Energieversorgung: ABSCHALTEN Danke für Ihr Interesse Energie Gipfel 2015 Geothermie in der Schweiz hat Potential Peter Burri, SASEG 30