GEOTHERMISCHE ENERGIE LUTZ B. GIESE. ZUKUNFSPERSPEKTIVEN im Rahmen der ENERGIEWENDE. MAFZ Schönwald Glien bei Berlin

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1 Geothermische Energiesysteme - 3. Energieforum 2015 MAFZ Schönwald Glien bei Berlin GEOTHERMISCHE ENERGIE ZUKUNFSPERSPEKTIVEN im Rahmen der ENERGIEWENDE LUTZ B. GIESE TH Wildau FB Ingenieur- und Naturwissenschaften

2 Geothermische Energiesysteme - 3. Energieforum 2015 MAFZ Schönwald Glien bei Berlin Inhalte I. Deutschland Wo die Nutzung der Geothermischen Energie in Deutschland steht II. Die vier+2 Elemente Geothermische Energie eines der vier+2 Elemente der Zukunftsenergien III. Geothermische Energie Wie Geothermische Energie den Bedarf an den Fossilen vermindern wird Teil I: Wo die Nutzung der Geothermischen Energie in Deutschland steht

3 I. Deutschland I. Deutschland 2012 Energie in Deutschland Anteil erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch in Deutschland im Jahr 2012 Gesamt: PJ 1) = TWh davon 314 TWh RES Windenergie: 1,8 % Wasserkraft: 0,8 % Photovoltaik: 1,1 % Graphik: BMU fossile Energieträger (Steinkohle, Braunkohle, Mineralöl, Erdgas) und Kernenergie: 87,4 % Anteile EE ,6 % Biomasse 2) : 8,2 % Solarthermie, Geothermie: 0,5 % 1) Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.v. (AGEB); 2) Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Klär- Deponiegas, biogener Anteil des Abfalls, Biokraftstoffe; Quelle: BMU - E I 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) und ZSW, unter Verwendung von Angaben der AGEB; EE: Erneuerbare Energien; 1 PJ = Joule; Abweichungen in den Summen durch Rundungen; Stand: Februar 2013; Angaben vorläufig Energie in Deutschland 40,4% 3,3% ,1% 0,5% 0,5% 1,5% 11,6% 1,6% 0,9% 7,1% 7,7% 4,1% 74,6% 65,6% 5,1% 24,4% 14,8% 49,1% 99,0% 4,2% 21,0% TWh/a 100,0% 28,2% 28,5% 28,1% 15,2% Anteil 24,3% 7,7% Oben: Verteilung des Endenergieverbrauchs in Deutschland 2010 (Kälte und IKT zu Mechanische Energie ; Datenquelle: BMWi Energie Daten ).

4 I. Deutschland I. Deutschland RES in Deutschland Struktur der Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr 2011 oberflächennahe Geothermie: 4,2 % biogene Festbrennstoffe (Haushalte): 47,0 % Gesamt: 143,5 TWh 2011: 6,3 TWh th biogene Festbrennstoffe (Industrie): 16,4 % tiefe Geothermie: 0,2 % Solarthermie: 3,9 % Graphik: BMU biogener Anteil des Abfalls: Klärgas: 5,3 % 0,8 % Deponiegas: 0,2 % Biogas: 11,8 % biogene flüssige Brennstoffe 1) : 5,4 % biogene Festbrennstoffe (HW/HKW): 4,7 % Biomasseanteil 2) : 92 % 1) Inklusive Pflanzenöl; 2) Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls; 1 TWh = 1 Mrd. kwh; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Abweichungen in den Summen durch Rundungen; Stand: Juli 2012; Angaben vorläufig RES in Deutschland Struktur der Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr 2011 oberflächennahe Geothermie: 4,2 % tiefe Geothermie: 0,2 % Solarthermie: 3,9 % Graphik: BMU biogene Festbrennstoffe (Haushalte): 47,0 % biogener Anteil des Abfalls: Klärgas: 5,3 % 0,8 % Deponiegas: 0,2 % Gesamt: 143,5 TWh Biogas: 11,8 % 2011: 6,3 TWh th TWh/a OFNG 7,12 7,91 8,67 Tiefen GT 0,72 0,80 0,87 biogene flüssige Brennstoffe 1) : 5,4 % biogene Festbrennstoffe (Industrie): 16,4 % BMWi Energie Daten biogene Festbrennstoffe (HW/HKW): 4,7 % Biomasseanteil 2) : 92 % 1) Inklusive Pflanzenöl; 2) Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls; 1 TWh = 1 Mrd. kwh; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Abweichungen in den Summen durch Rundungen; Stand: Juli 2012; Angaben vorläufig

5 I. Deutschland I. Deutschland RES in Deutschland Struktur der Strombereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr : 0,019 TWh e Gesamt: 123,2 TWh Windenergie: 39,7 % Wasserkraft: 14,7 % tiefe Geothermie 0,02 % biogener Anteil des Abfalls: 4,0 % Deponiegas: 0,5 % Graphik: BMU Klärgas: 0,9 % Biogas: 14,2 % biogene flüssige Brennstoffe 1) : 1,1 % biogene Festbrennstoffe: 9,2 % Photovoltaik: 15,7 % Biomasseanteil 2) : 30 % 1) Inklusive Pflanzenöl; 2) Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls; aufgrund geringer Strommengen ist die Tiefengeothermie nicht dargestellt; 1 TWh = 1 Mrd. kwh; Abweichungen in den Summen durch Rundungen; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Stand: Juli 2012; Angaben vorläufig RES in Deutschland Struktur der Strombereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr : 0,019 TWh e Deponiegas: 0,5 % Wasserkraft: 14,7 % biogener Anteil des Abfalls: 4,0 % Graphik: BMU Klärgas: 0,9 % Biogas: 14,2 % Gesamt: 123,2 TWh biogene flüssige Brennstoffe 1) : 1,1 % Windenergie: 39,7 % TWh/a OFNG Tiefen GT 0,019 0,025 0,080 biogene Festbrennstoffe: 9,2 % Photovoltaik: 15,7 % tiefe Geothermie 0,02 % BMWi Energie Daten Biomasseanteil 2) : 30 % 1) Inklusive Pflanzenöl; 2) Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls; aufgrund geringer Strommengen ist die Tiefengeothermie nicht dargestellt; 1 TWh = 1 Mrd. kwh; Abweichungen in den Summen durch Rundungen; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Stand: Juli 2012; Angaben vorläufig

6 I. Deutschland 2050 in Deutschland Quelle: BMU/DLR EE in Zahlen 2007 Teil II: Geothermische Energie eines der vier+2 Elemente der Zukunftsenergien

7 II. Die vier+2 Elemente II. Die vier+2 Elemente Zukunftsenergien Die vier+2 Elemente 1. Erde Tiefe Geothermie

8 II. Die vier+2 Elemente II. Die vier+2 Elemente 1. Erde Tiefe Geothermie 1. Erde Wärmepumpe Quelle: Bundesverband Wärmepumpe 2007

9 II. Die vier+2 Elemente II. Die vier+2 Elemente 2. Luft Windenergie Horns Rev Offshore Windpark 3. Wasser Wasserkraft

10 II. Die vier+2 Elemente II. Die vier+2 Elemente 4. Feuer Solarenergie 5. Das 5. Element Bioenergie

11 II. Die vier+2 Elemente II. Die vier+2 Elemente 6. Das unerkannte Element Effizienz EnergieEinsparVerordnung 2014* DIN 4108, DIN 4701 Q h *: EnEV 2014 seit Q w = 12.5 kwh/(m 2 *a) * e P Q P 6. Das unerkannte Element Effizienz Kraft-Wärme-Kopplung Brennstoffausnutzungsgrad 55%: (36+35)*100% / 129 Brennstoffausnutzungsgrad 71%: (36+35)*100% / 100

12 III. Geothermische Energie Teil III: Wie Geothermische Energie den Bedarf an den Fossilen vermindern wird Geothermie und Geotektonik Million Years Quelle: Hakkı Şener 2006

13 III. Geothermische Energie III. Geothermische Energie Endenergie BRD Endenergie Anteil Nettoverbrauch: Raumwärme 753 [499] TWh th [HH] Warmwasser 142 [113] TWh th [HH] Prozesswärme/-kälte+RLT 544/54 [41/29] TWh th [HH] Elektrische Energie 528 [138] TWh e [HH] Datenquelle: BMWi Energie Daten Dr. Lutz Dr. GIESE B. GIESE, & ELTEZ, Geothermische Geothermics Energie Wärmenutzung Verbraucher => z.b. Wärme: Private Haushalte Industrie Energiebranche Landwirtschaft Nahrungsmittelproduktion Tourismus und Medizin Dr. Lutz Dr. GIESE B. GIESE, & ELTEZ, Geothermische Geothermics Energie

14 III. Geothermische Energie III. Geothermische Energie Wärmenutzung Anwendung Geothermischer Energie: Direct uses Geothermische Heizzentralen Industrielle Anwendung Prozesswärme, z.b. Trocknungsprozesse Landwirtschaftliche Produktion z.b. Gewächshausbeheizung Nahrungsmittelfolgeproduktion z.b. Garen, Verdicken Fish Farming => LINDAL-Diagramm Wärmenutzung Quelle: GHZ Neustadt-Glewe; GFZ Potsdam

15 III. Geothermische Energie III. Geothermische Energie Wärmenutzung Datenquelle: IGA, um 2000 Stromerzeugung Anwendung Geothermischer Energie: Elektrische Energie Elektrizitätserzeugung Dampfturbinenzyklus, z.b. Direct Flashing Binärfluidzyklen, z.b. ORC, Kalina Cycle Energiewandlung (Energieträger) z.b. H 2 über HOT-ELLY Prozess Kühlprozesse

16 III. Geothermische Energie III. Geothermische Energie Stromerzeugung Quelle: Anonymus 2006 Stromerzeugung Quelle: BINE 2004/ Beiträge Eröffnungskongress Kraftwerk Neustadt-Glewe 2003

17 Geothermische Energiesysteme - 3. Energieforum 2015 MAFZ Schönwald Glien bei Berlin III. Geothermische Energie Stromerzeugung Groß Schönebeck: 150 C 4306 m b. wh Quelle: Geoforschungszentrum Potsdam 2005 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT LUTZ B. GIESE TH Wildau FB Ingenieur- und Naturwissenschaften lutz.giese@th-wildau.de