Geothermie-Projekt St.Gallen im Zusammenspiel mit Fernwärme

Transkript

1 Geothermie-Projekt St.Gallen im Zusammenspiel mit Fernwärme Innovationstagung HSR / ZRMOL / TZL zur «Energiestrategie 2050» Mittwoch, 23. Oktober 2013 HSR Hochschule Rapperswil Marco Huwiler Bereichsleiter Innovation & Geothermie / Mitglied der Geschäftsleitung Innovationstagung 2013 HSR / / 1

2 Geothermische Systeme 50 C 85 C Projekt St.Gallen 120 C 155 C 190 C Innovationstagung 2013 HSR / / 2

3 Geothermieprojekt St.Gallen Ausgangslage: Energiekonzept EnK 2050 (Wärme) der Stadt St.Gallen Vision: Strategie für zukünftige nachhaltige Wärmeversorgung CO 2 -Reduktionsziel bis ins Jahr 2050 (Ziel: - 75%) Ziel: Watt-Gesellschaft (1-Tonne-CO 2 -Gesellschaft) Steigerung Energie-Effizienz und Produktion erneuerbare Energien Erhöhung lokale Wertschöpfung und Versorgungssicherheit (Stadt St.Gallen: CHF 150 Mio./Jahr für fossile Energieträger) Umsetzung: Massnahmenprogramm (Zentrales Projekt: Geothermie St.Gallen) Innovationstagung 2013 HSR / / 3

4 Projektphasen Machbarkeitsstudie (2009) 3D-Seismik (2010) 1. Bohrung (2013) 2. Bohrung (?) Kraftwerksbau (?) Innovationstagung 2013 HSR / / 4

5 Geophysikalische Vorerkundung 3D-Seismik-Messkampagne St.Gallen 2010 Prinzip: Messung der Energie und Laufzeiten von seismischen Wellen, die an Schichtgrenzen im Untergrund reflektiert werden. Ergebnis: 3D-Bild der Beschaffenheit des tiefen Untergrundes. aber: Mit seismischen Messungen kann die Existenz von Wasser nicht direkt eruiert werden Fündigkeitsrisiko bleibt bestehen. 3D-Seismik St.Gallen, Raum Eggersriet (SG), April 2010 Innovationstagung 2013 HSR / / 5

6 Eckdaten & Ergebnisse 3D-Seismik Bohrstandort (St.Gallen, Sittertobel) Bsp. Top Malm St.Gallen-Verwerfungszone Innovationstagung 2013 HSR / / 6

7 Bohrung «GT-1» mit Erschliessung des Malmkalks im Bereich der «St.Gallen-Verwerfung» 1. Bohrsektion (0 960 m) Ø Meissel: 58 cm Ø Verrohrung: 47 cm 2. Bohrsektion ( m) Ø Meissel: 41 cm Ø Verrohrung: 34 cm 4. Bohrsektion ( m) Ø Meissel: 22 cm Ø Verrohrung: 18 cm (gelocht) 3. Bohrsektion ( m) Ø Meissel: 31 cm Ø Verrohrung: 24 cm Innovationstagung 2013 HSR / / 7

8 Ereignisse ab dem Gas-Wasser-Austritt ( ) Rascher Druckanstieg im Bohrloch während Vorbereitungsarbeiten für Airlift-Test. «Well-Control» / Stabilisierungsmassnahmen Einschliessen der Bohrung und Einbringung von Wasser und Bohrspülung («Zurückpressen des Gas-Wasser-Gemisches») Erdbebenereignis vom 20. Juli 2013 Hauptbeben mit Magnitude 3.5 und zahlreiche abklingende Nachbeben Innovationstagung 2013 HSR / / 8

9 Spürbares Erdbeben: Medienarbeit ab dem 20. Juli 2013 Innovationstagung 2013 HSR / / 9

10 Fortlaufende Medienarbeit Innovationstagung 2013 HSR / / 10

11 Seismische Ereignisse Grenze der Spürbarkeit (ca.) Detektionsschwelle SED vor 2012 im Raum St.Gallen (ca.) Detektionsschwelle mit projekteigenem Messnetz (ca.) Innovationstagung 2013 HSR / / 11

12 Hochsensibles Messnetz auch natürliche Mikrobeben in Bischofszell können damit aufgezeichnet werden! Bsp.: Natürliches Mikrobeben in Bischofszell vom , Magnitude M L = 0.1 Innovationstagung 2013 HSR / / 12

13 Paradoxe, schmerzvolle Situation Zwischenziele des Projektes erreicht Weitgehend problemlos verlaufene erste Bohrung (Tiefe: m) Finanzieller Verlauf innerhalb der erhofften Bandbreite Anzeichen, dass die Durchlässigkeit im Untergrund vorhanden ist Gaseintritt ins Bohrloch / Erdbeben als Reaktion auf die Intervention Besonnene Reaktion der Bevölkerung in Stadt und Region Weitgehend objektive und sachliche Berichterstattung aller Medien Viel Verständnis, ja Bedauern, des gesamten Umfeldes Grosse Unterstützung aller im Umfeld am Projekt Beteiligte Fazit Chance zur vertieften Beurteilung der komplexen Situation Entscheid zur modifizierten Weiterführung des Projektes Wiederaufnahme der Arbeiten Erkenntnisse über das «Verhalten des Untergrundes» Vorbereitung der wichtigen Test-Phase Innovationstagung 2013 HSR / / 13

14 objektive und sachliche Medienberichterstattung bzw. Wortmeldungen? Innovationstagung 2013 HSR / / 14

15 objektive und sachliche Medienberichterstattung bzw. Wortmeldungen? Innovationstagung 2013 HSR / / 15

16 objektive und sachliche Medienberichterstattung bzw. Wortmeldungen? Solche Personen nennen sich Energieforscher der ETH(!)? Haben Sie andere Lösungen welche? Haben Sie je einmal selber etwas umgesetzt? Die Energiewende ohne Risiko? Was ist mit der Energiespeicherung? Oder beginnt jetzt der Umverteilungskampf von Fördergeldern in Bern? Innovationstagung 2013 HSR / / 16

17 Erkenntnisse aus «GT-1» Zwei (ev. drei) durchlässige Zonen im Malmkalk erschlossen. Es handelt sich um einen kluftkontrollierten Speicher mit geringer Matrixpermeabilität Es ist davon auszugehen, dass mindestens eine durchlässige Zone hydraulisch verbunden ist mit der in SSW-NNE Richtung liegenden Trennfläche der «St.Gallen-Verwerfung» Diese ist kritisch vorgespannt und zeigt seit deren Erschliessung seismische Aktivität Gaszutritt (Methangas) Gas-Wasser-Produktionstests sollen Informationen über die effektive Produktivität der Bohrung «GT-1» liefern. Hauptzu-/abfluss (~ 4070 m MD) Zu-/abfluss? (~ 4115 m bis 4240 m MD) Zu-/abfluss? (~ 4330 m MD) Innovationstagung 2013 HSR / / 17

18 Risikoeinschätzung Seismizität Risiko 1: Nachbebenaktivität aufgrund 3.5-Beben vom Die Nachbebenaktivität kann nicht beeinflusst werden (d.h. sie findet auch ohne weitere Bohrlochaktivitäten statt). Risiko 2: Auslösen von neuen Erdbebenereignissen aufgrund der Arbeiten im Rahmen der «modifizierten Projektabwicklung» Aufgrund von kritisch gespannten Trennflächen im Untergrund und der Gas-Situation, ist das seismische Risiko erhöht. Risiko 3: Der Betrieb des Geothermie-Kraftwerkes ist aufgrund der neuen Ausgangslage nicht oder nur eingeschränkt möglich Die Produktionstests liefern wichtige Informationen, um dieses Risiko neu zu beurteilen. Innovationstagung 2013 HSR / / 18

19 Modifizierte Projektabwicklung aufgrund Erdbebenereignis vom (Entscheid Stadtrat vom ) 1. Vorbereitung Produktionstest (September 2013) Fangarbeit der gekappten Messsonde und Aufspülen bzw. Befahrbarmachung der offenen Bohrlochstrecke (4002 m bis 4450 m) Geophysikalisches Logging und Einbau gelochte Verrohrung. 2. Gas-Wasser-Produktionstest (seit Mitte Oktober 2013) «Casing-Packer-Test» nach Industriestandards bei Gas-Bohrungen Ziel: Quantifizierung der Wasserproduktivität und Informationen zum Gas 3. Konservierung und Analyse (ca. bis Mitte 2014) Provisorischer Bohrlochverschluss und Demobilisierung Bohranlage Neubeurteilung von Erschliessungskonzept, Risiken und finanziellen Aspekten Bei ausserordentlichen Ereignissen behält sich der Stadtrat jederzeit vor, vom geplanten Vorgehen abzuweichen oder das Projekt zu stoppen. Innovationstagung 2013 HSR / / 19

20 Gas-Wasser-Produktionstests Innovationstagung 2013 HSR / / 20

21 Gas-Wasser-Produktionstests Gas-Wasser-Produktionstest, St.Gallen GT-1, Innovationstagung 2013 HSR / / 21

22 Realisierbarkeit Geothermie-Kraftwerk? Aktuelle Situation Die Bohrung ist bis 4 378m gesichert und verrohrt Erste Erkenntnisse aus den Produktionstests zeigen, dass sowohl Thermalwasser als auch Gas gefördert werden kann (die detaillierte Auswertung erfolgt im November 2013) Was wir noch nicht wissen Fündigkeit und Ergiebigkeit von Thermalwasser und Erdgas Seismisches Verhalten unter Zirkulationsbetrieb Realisierbarkeit Geothermie-Kraftwerk unter diesen Bedingungen Aufgrund der seismischen Aktivität der erschlossenen Störungszone ist das Erschliessungskonzept neu zu beurteilen und allenfalls anzupassen. Innovationstagung 2013 HSR / / 22

23 Fragen zur Realisierbarkeit Fündigkeit und Ergiebigkeit vom Thermalwasser? Verhalten des Erdgases während Produktionsphase und Betrieb? Wo ist eine Injektionsbohrung (2. Tiefbohrung) zur Wasserrückführung möglich (neues Erschliessungskonzept)? Was für Resultate ergibt die Reservoir-Simulation? Wie ist das zukünftige seismische Verhalten des Untergrundes? Wie weit können wir finanziell noch gehen? Wie gross wäre die Projekt-Reserve bei einem Abbruch noch? Geht der Business-Plan unter erschwerten Bedingungen noch auf? Wie weit muss die Fernwärme-Strategie angepasst werden? Was wäre die Folge bei Ausfall der Geothermie (Energiekonzept)? Innovationstagung 2013 HSR / / 23

24 Geothermie-Heizkraftwerk (GHK)? Kennzahlen für das ursprünglich geplante GHK der Stadt St.Gallen Kennzahlen (angestrebt): Wassertemperatur: ca. 140 C Angestrebte Förderrate: ca. 50 l/s Voraussichtliche Leistung: Ca. 30 MW Wärme (Winter) Ca. 2.5 MW Strom (Sommer) Anteil am städtischen Energiebedarf: Therm. Energie: ca. 10 % (heute) Elektrische Energie: ca. 2 % (heute) Innovationstagung 2013 HSR / / 24

25 Finanzierung des Geothermieprojekts St.Gallen Rahmenkredit (Stadt St.Gallen): Geothermie (Bohrungen, Kraftwerk): CHF 76 Mio. Fernwärme (Netzausbau, Zentrale): CHF 83 Mio. Gesamtinvestition: CHF 159 Mio. Politische Entscheidungen: 24. August 2010: Behandlung Vorlage im Stadtparlament ( von allen Parteien einstimmig angenommen) 28. November 2010: Volksabstimmung ( ein wuchtiges JA mit 82.9 %) Gleichzeitig Abstimmung zum Ausstieg aus der Atomenergie bis ins Jahr 2030 (unter der Wahrung der Versorgungssicherheit) Innovationstagung 2013 HSR / / 25

26 Ausbau Fernwärmenetz vorgesehene Ausbauetappen der Stadt St.Gallen Impressionen FW-Netzbau St.Otmar, 2012 Innovationstagung 2013 HSR / / 26

27 Risiken (1) Technische Risiken: 3D-Seimik > 37 Gemeinden, 4 Kantone, Personen Bohrung > Erschütterungen, Gas-/Wasser-Austritt Bohrung > technische Risiken = Kollaps, Materialversagen etc. Bohrung > keine / ungenügende Fündigkeit von Wasser Betrieb > Ermüdung der Bohrung nach Inbetriebnahme Umweltrisiken: Bohrunfall > l Hydrauliköl, Bentonit, chem. Zuschläge Spülung > Umweltbelastung, Austritt giftige Stoffe Sitter > Hochwasser, Hangrutschungen, Gewässerschutz Betrieb > Erschütterungen Innovationstagung 2013 HSR / / 27

28 Risiken (2) Finanzielle Risiken: Nach 1. Bohrung: ca. CHF 45 Mio. (davon 12 Mio. Seismik) Nach 2. Bohrung: ca. CHF 60 Mio. Risikoabsicherung des Bundesamts für Energie bei Teil-/Misserfolg (Deckung bis 50%, max. CHF 24 Mio.) Regulatorische Risiken: Fehlende, ändernde Gesetzgebung Ausschreibeverfahren nach WTO Verfahren Bund, Kanton, Stadt > Einsprache-Möglichkeiten Bohrrisiko-Garantie Bund Konzession Kanton, rechtliche Grundlage des Untergrunds Innovationstagung 2013 HSR / / 28

29 Risiken (3) Ideelle Risiken: Imageschaden für St.Gallen Bohrdiskussionen Projektverzicht Risiken bei Projektverzicht: Weiterhin Abhängigkeit von Fossilen Energien Senkung des CO 2 Ausstosses sehr schwierig Wertschöpfung Energiemarkt weiterhin gering Energiepreise in Abhängigkeit von «grossen Playern» Innovationstagung 2013 HSR / / 29

30 Grenzen und Herausforderungen Erhöhung schweizerische Versorgungssicherheit verbunden mit lokaler Wertschöpfung Energiemix durch erneuerbare / nicht erneuerbaren Energien -> sicher noch für die nächsten 50 Jahre (!) «Ausstieg Kernenergie» (Stimmvolk Stadt SG hat im Nov. 10 bereits den Atomausstieg bis ins Jahr 2030/2050 beschlossen) Plan B ohne Geothermie einige haben gar keinen(!?) Konzessionen / rechtliche Basis (Nutzung Untergrund) Risikoabsicherung Bund und/vs. private Versicherungslösungen Riskmanagement / Risikoanalyse Öffentliches Beschaffungswesen Innovationstagung 2013 HSR / / 30

31 Chancen Geothermie liefert Bandenergie mit konstanter Wärme- und Stromversorgung über das gesamte Jahr (unabhängig von täglichen oder jahreszeitlichen Wetter- und Klimaschwankungen). Geothermische Energie ist ressourcenschonend. Der CO 2 -Ausstoss ist über die gesamte Lebensdauer gering. Geothermie ist einheimisch und erzeugt lokale Wertschöpfung. Der Landschaftsbedarf ( Verunstaltungen ) ist für eine Geothermieanlage vertretbar und überschaubar. Nach ersten erfolgreichen Tiefbohrungen weitere Projekte in der Region St.Gallen bzw. der Ostschweiz? Nutzung von Synergiepotenzial in der Region St.Gallen, Ostschweiz, im 4- Ländereck-Bodensee (D-AT-FL-CH) u. der restlichen Schweiz und, und Innovationstagung 2013 HSR / / 31

32 Übersicht Geothermie OstCH/Bodensee mit Engagement / Zusammenarbeit von sgsw Geothermie Thurgau - Stand: 3D-Seismik in Planung - Auftraggeber: EKT, Axpo - Beratung/Teil-PL: sgsw - Ziel: Störungszonen in Malm oder Muschelkalk Projekt wurde unterbrochen Projekt wird wahrscheinlich unterbrochen Geothermie Herisau-Gossau - Stand: Machbarkeitsstudie Auftraggeber: SAK, Axpo, sgsw - Ziel: Störungszone in Malm oder Muschelkalk Entscheid über weiteres Vorgehen noch offen Geothermieprojekt St.Gallen - Stand: 3D-Seismik 2010, Tiefbohrung «GT-1» Auftraggeber: sgsw - Ziel: Störungszone Malm (ev. Muschelkalk) Innovationstagung 2013 HSR / / 32 Geothermie FL - Stand: 2D-Seismik 2010, Ressourcenanalyse Auftraggeber: AfU FL - Ziel: Malm (Verschuppung od. Autochthon) Geothermie Vorarlberg - Stand: Machbarkeitsstudie 2012, 3D-Seismik in Planung - Auftraggeber: VKW - Ziel: Malm (Störungszone im Autochthon od. Verschuppung) Zuerst Prüfung eines Fernwärmenetzes

33 Sankt Galler Stadtwerke Geschäftsfeldentwicklung Geothermie Kompetenzzentrum Geothermie (Dienstleistungsportfolio): Beratungen / Studienbegleitung Bauherrenvertretung Projektentwicklung/-realisierung Projektmanagement/-leitung Öffentlichkeitsarbeit Knowhow-Transfer, Wissens-/Netzwerkplattform Stellen unser Fachwissen, Erfahrung, Kompetenz, Leistungskraft und Infrastruktur zur Verfügung. Leisten Hilfe für zukunftsweisende Entscheide, hoher Projektsicherheit und erfolgreicher Realisierung. Innovationstagung 2013 HSR / / 33

34 3. Internationaler Geothermie-Kongress St.Gallen > Donnerstag, 22. Mai 2014 Innovationstagung 2013 HSR / / 34

35 Schlussfolgerungen (1) Kommunikation: transparente, ehrliche und wiederkehrende Informationen; Vertrauen schaffen und authentisch berichten;... Leuchtturm voraus gehen: Projekte personifizieren/platzieren Geothermie Bauprojekt = Entwicklungsprojekt Risikobetrachtung (-analyse): stufenweise pro Projektphase Bewährter Projektablauf: 1. Machbarkeitsstudie, 2. Seismik, 3. Tiefbohrungen, 4. Bau Heizkraftwerk Umwelt-/Naturschutzverbände frühzeitig involvieren Projektmanagement/-koordination muss/sollte in jeder Phase in der Hand des Auftraggebers bleiben Innovationstagung 2013 HSR / / 35

36 Schlussfolgerungen (2) (inter-)nationale, regionale und kommunale Netzwerk- und Informationsplattformen intensivieren und institutionalisieren Wichtig: Herzblut Die 3 E s: Enthusiasmus, Emotionen und Engagement mit Thema / regionalen Gewohnheiten identifizieren Trotz unseren sportlichen Terminplänen und bekannter Ungeduld: Geothermieprojekte brauchen (noch) Zeit (!) ein Hauch von Respekt vor dem Projektvorhaben Mögliche Verlierer mit einbeziehen: alle ins Boot holen Umsetzungsstrategie: Wirtschaft/Gewerbe Privat Staat Innovationstagung 2013 HSR / / 36

37 Fazit Geothermie Geothermieprojekt St.Gallen: Ökologisch sinnvoll, ökonomisch in akzeptabler Bandbreite Geothermie allein kann die Stromproduktion nicht sicherstellen, aber einen wichtigen Teil dazu beitragen. Schweizerischer, verbindlicher Behördenleitfaden Geothermie, aber keine neuen Gesetze (Rahmenbedingungen!) Geothermie ist ein Generationen- und Gemeinschaftswerk (!) Erwartungshaltung / Hoffnung Geothermie-Projekt St.Gallen: Es geht weiter bzw. es muss weitergehen, ob St.Gallen oder andere Projekte erfolgreich sind oder nicht. Innovationstagung 2013 HSR / / 37

38 offene Kommunikation Sonderschau «Reise in die Tiefe» an der OLMA 2009 Umfrage zu «Ängste, Befürchtungen und Wahrnehmungen» zusammen mit der Stiftung Risiko Dialog anfangs 2009 Innovationstagung 2013 HSR / / 38

39 Gedankensplitter zur Kommunikation Gesetze reagieren auf Fehler der Vergangenheit und verbauen uns die Chancen der Zukunft. Wir müssen Bürger an «Zukunft» und Projekten teilhaben lassen, Teilhaben ist das wichtigste Konzept in jedem Markt = heisst kommunizieren, mitwirken, sensibilisieren > nicht nur informieren. Das Was bedenke das Wie bedenke mehr (!) «Angst vor Risiken macht Fortschritt unmöglich» ohne Mut zu «waghalsigen» Projekten gebe es weder Wohlstand noch Entwicklung «Mit dem Wissen kommt der Zweifel» Risikowahrnehmung und -bereitschaft wird ein zentrales Element hinsichtlich der Bereitschaft zum bevorstehenden Energieversorgungsumbau = Risikodialog an der Basis aktiv führen (!) Ohne Risiko kein Fortschritt Risiko = Chance! Innovationstagung 2013 HSR / / 39

40 Fazit Energieversorgung Energieversorgung darf nicht nur bis zur Gemeindegrenze gehen, sondern muss regional/national/global stattfinden Energiewirtschaft im Wandel neue Technologien (Innovationen), der Trend hin zur Energieeffizienz und zur Dezentralisierung der Produktion formen ein neues Energiesystem verschiedene Energiesysteme in Kombination sind entscheidend; u.a. Smart Grid/City, Speicherung etc. Kommunale, regionale Energieversorger (EVU) haben auch zukünftig sehr grosses Potenzial (Querverbundunternehmen) gehen gestärkt aus der jetzigen Energiediskussion heraus, aber es sind auch Fusionen unter den EVU s notwendig. Innovationstagung 2013 HSR / / 42

41 Mit Demut und Dankbarkeit Professionelle Arbeit von Projekt-Team und Projekt-Umfeld Solidarität von Bevölkerung, Politik, Region, Stadtparlament, Stadtrat Grosse Zurückhaltung der Schadenmeldungen «keine Schäden» Fundierte und positive Berichterstattung der Medien (Lokalmedien) kein Imageschaden Solidarität der Region findet grosse Beachtung Grundlage für unsere weiteren Arbeiten -> Herzlichen Dank an Alle! Innovationstagung 2013 HSR / / 44