GEOTHERMIEZENTRUM ASPERN Tiefe Geothermie in Wien BSA - BK Josefstadt 14.03.2012
Agenda Was ist Geothermie? Einführung Potenzial in Österreich Vorteile Geothermie Wien Ausgangssituation Projektdaten und Zeitplan Beschreibung Untertage & Obertage Begleituntersuchungen Öffentlichkeitsarbeit Resümee
Was ist Geothermie? Als GEOTHERMIE wird die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Erdoberfläche verstanden Diese Energie stammt einerseits von der Wärme des Erdkerns und andererseits in oberflächennahen Schichten von der Einstrahlung der Sonne [Geothermische Vereinigung e.v.] In Mitteleuropa steigt die Temperatur um durchschnittlich ca. 30 K pro Kilometer Tiefe an (= geothermischer Temperaturgradient)
Arten der Anwendung zur Strom/Wärmegewinnung Tiefe Erdwärmesonde Wärmeträgermedium zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf innerhalb einer Bohrung. Beispiel: OMVTHERMAL Nutzung des geothermischen Potenzials an bestehenden Bohrungen der OMV Hydrothermale Geothermie Vorhandene Thermalwässer zirkulieren zwischen zwei Bohrungen über natürliche Grundwasserleiter. Erprobte und ausgereifte Technologie! Beispiel: Geothermie Aspern [Geothermal Explorers international Ltd.] Petrothermale Geothermie - EGS Eingebrachter Wärmeträger zirkuliert zwischen zwei Bohrungen über künstlich erzeugte Risse/Klüfte im trockenen Gestein. Beispiel: Geothermie Basel
Erste energetische Anwendung Graf Ginori Conti, 1904 In Larderello in der Toskana wurde bereits 1904 Strom aus Geothermie gewonnen.
Geothermie in Österreich Balneologische Nutzung Die balneologische Anwendung hat in Österreich eine lange Tradition. [Therme Bad Blumau] [Enel Bagnore-3, Italien] Erst nach und aufgrund des ersten Ölschocks von 1973 begann die Erschließung und energetische Nutzung tiefer Geothermie. Energetische Nutzung OÖ und NÖ Molassebecken, Wiener Becken & steirisches Becken Oberösterreich: Steiermark: 6 Anlagen mit Leistung 43,1 MW 3 Anlagen mit Leistung 17,9 MW 3 Anlagen mit Stromerzeugung: Altheim, Blumau, Braunau
Geothermiebohrungen in Österreich seit 1977 [Goldbrunner]
Energetische Nutzung in Österreich: IST-Stand Anlagen - Oberösterreich Altheim Geinberg Obernberg Simbach/ Braunau St. Martin Haag Nutzung F, E F, I, B, G F F, E F F Installierte Leistung [MW] 18,8 7,8 1,7 9,3 3,3 2,2 Volumenstrom [l/s] 80 25 20 74 20 20 Temperatur [ C] 105 105 80 80 90 86 Inbetriebnahme 1990, Dublette 1999 1981, Dublette 1998 1996/97 2001 2000 1995 Länge Fernwärmenetz [km] 14,5 6 17 35 25 12 Anlagen - Steirisches Becken Bad Blumau Bad Waltersdorf Fürstenfeld Nutzung F, E, B, CO 2 F, B, G F Installierte Leistung [MW] 7,6 2,3 8 Summe installierte Leistung: Oberösterreich: 43,1 MW Steiermark: 17,9 MW Volumenstrom [l/s] 30 17 30 Temperatur [ C] 110 63 85 [Goldbrunner, 2010] Inbetriebnahme 2000 1980 2000 Länge Fernwärmenetz [km] 1,5 1,5 10
Potenzial in Österreich Energieagentur Österreich Geothermische Potenzial Österreich: 2.000 MWth & 7 MWel unter derzeit wirtschaftlichen & geologischen Rahmenbedingungen Forschungsprojekt REGIO Energy (2008) Geothermische technische Potenzial: ~ 1.273 MWth geologisches Potenzial & potenzielle Abnehmerdichte vorhanden
Potenzial in Österreich Regenerative Energien in Österreich, Kaltschmitt & Streicher (2009) Wiener Becken OÖ Molassebecken Steirisches Becken Vlbg. Molassebecken Österreich gesamt Wärmeinhalt Wärmebereitstellung EJ 6.500 8.100 8.100 1.400 24.100 Strombereitstellung EJ 1960 4.600 1.750 650 8.960 Theoretisches Potenzial Wärmebereitstellung EJ/a 13,0 16,2 16,2 2,8 48,2 Strombereitstellung EJ/a 3,9 9,2 3,5 1,3 17,9 Techn. Angebotpotenzial Wärmebereitstellung TWh/a 1,3 0,6 1,5 0,4 3,8 Strombereitstellung TWh/a 18 27 10 4 58,8 Wärmeinhalt In wasserführenden Sedimentstrukturen gesamt gespeicherte Wärme in Österreich Heat in Place Theoretisches Potenzial Theoretisch zur Verfügung stehendes Energiepotenzial (bei Nutzungsdauer von 500 Jahren) Technisches Angebotspotenzial Förderbares Energiepotenzial (geologische und technische Einschränkungen) Strom ist leicht einspeisbar / Wärmeversorgung abhängig von Abnehmern bzw. Siedlungsdichte [Kaltschmitt, 2009]
Politische Ziele Brüssler Deklaration 2009 Geothermie (EGEC): Bis zum Jahr 2030 - rund 5% der gesamten Stromproduktion und 3,5% der gesamten Wärmeproduktion durch Geothermie in Europa EU Fahrplan für erneuerbare Energien Ziel bis 2020: Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am Gesamtenergieverbrauch um 20% Nationale Aktionspläne Aktionsplan Österreich National Renewable Energy Action Plan 2010 (NREAP 2010) Beitrag der Geothermie zur Erreichung der Ziele bis 2020: Wärme & Kälte 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 [ktoe] 19 20 22 23 25 27 29 32 34 37 40 [GWh] 220,9 232,6 255,8 267,4 290,7 314,0 337,2 372,1 395,4 430,3 465,2 Strom 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 [MW] 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 [GWh] 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 [EU & BMWFJ]
Vorteile der Geothermie CO 2 Neutral Klimagasemissionen Jahresemissionen: CO 2 [t/a] bzw. CO, NO x, SO 2 [kg/a]: 7000 6000 5000 4000 3000 CO2 CO NOx SO2 2000 1000 0 Erdwärme Heizöl Erdgas Refenzanlagen: GT-Kraftwerke im Norddeutschen Becken (NDB), Oberrheingraben (ORG) Emissionen Geothermie Resultieren aus dem Betrieb des Spitzenlastkessels & der Strombereitstellung für die Förder- bzw. Reinjektionspumpe Geothermie Wien [Geothermische Vereinigung, Kaltschmitt] Kein Spitzenlastkessel da im Fernwärmeverbund integriert
Vorteile der Geothermie Preisstabil Unerschöpflich [www.geothermiekompetenz.de] Gesamt in der Erde gespeicherte Wärme = 12-24 x 10 30 Joule Weltprimärenergieverbrauch 2001 (laut BP) = 38,2 x 10 19 Joule (ca. ein 30-milliardstel)
Vorteile der Geothermie Grundlastfähig Gesicherte Leistung* Kraftwerk auf Basis von Verfügbarkeit gesicherte Leistung des KW-Blocks Wasserkraft ca. 40 % 40 % Biomasse 90 88 % Windenergie ca. 95 % 5 10 % Fotovoltaik k.a. 1 % Geothermie 90 90 % Regenerative Energie Mittlere Volllaststunden [h/a] Wasserkraft 1.000 6.500 Photovoltaik 600 900 Windenergie 1.500 2.200 Biomasse 7.600 (Biomasse Simmering) Geothermie 8.500 (Erfahrungswert) * Jene Leistung die ein KW mit über 99 % Wahrscheinlichkeit zu jedem Zeitpunkt aufbringen kann. [Kaltschmitt, Fernwärme Wien, Grafik: EGEC]
Vorhandene Marktstruktur Wärme aus Geothermie Abhängig von Siedlungsdichte & Abnehmerstruktur Wien Abnehmerstruktur & Fernwärmenetz vorhanden Strom aus Geothermie Abhängig von Einspeisevergütung & Ökostromförderung Deutsches Modell gute Ökostromförderung und hohe Einspeisevergütung Bsp. Bayern: Strom & Wärmeauskopplung - Geothermische Kraftwerke gekoppelt mit Glashauserrichtung zur regionalen Versorgung
Akzeptanz der Bevölkerung Deutschland Positive Berichterstattung Gewisse Euphorie und Goldgräberstimmung Potenzial der tiefen Geothermie Erfolgreiche Umsetzung hydrothermaler Geothermie Negative Berichterstattung über konkrete Projekte (z.b. Basel) induzierte Seismizität bei petrothermaler Geothermie Österreich Fast keine Berichterstattung & Thematisierung, da energetische Nutzung der Geothermie noch im Anfangsstadium. Akzeptanz der balneologischen Nutzung seit Jahrzehnten vorhanden. Landes- und Lokalpolitiker als relevante Akteure (Bsp. Geothermieprojekt Ried) Themen: Sicherheit in der regionalen bzw. lokalen Energieversorgung, Nachhaltigkeit Bedingt durch eine steigende Anzahl von Geothermieprojekten steigt das öffentliche Interesse allgemeine Akzeptanz durch Öffentlichkeitsarbeit fördern (Bsp. St. Gallen)
GEOTHERMIEZENTRUM ASPERN [Morning Glory Pool, Yellowstone] [Reykjanes Power Plant, Iceland]
aspern Die Seestadt Wiens Energiebedarfskalkulation für ca. 2,5 Mio. m 2 Fläche, ca. 18.500 Einwohner und 25.000 Arbeitsplätze [2008]: thermische Durchschnittsleistung ca. 30 MW elektrische Leistung ca. 10 MW [Wien 3420 Aspern Development AG]
Ausgangssituation OMV Bohrung Aspern 1 (1974) - Thermalwasserfund Hydrogeologisches Modell... das statische System östlich des Leopoldsdorfer Bruchsystems sollte für die umweltfreundlichste Art der Energiegewinnung, die Geothermie, herangezogen werden. (Wessely, 2006) [Wessely, 2006]
Konzernstruktur
Projektdaten Ziel: Wärmegewinnung Versorgung: Seestadt Aspern & Fernwärmenetz Wien Investition: 45 Mio. Erwartete Leistung: 40 MW thermisch 800 kw elektrisch CO 2 Einsparung: 130.000 Tonnen pro Jahr
Projektdaten Geothermische Dublette Förderbohrung Reinjektionsbohrung Essling Th 1 (5.000 m TVD) Essling Th 2 (3.670 m TVD) Hydrothermale Lagerstätte Haupt- & Wettersteindolomit Mächtigkeit 1.000 1.500 m Erwartete Temperatur 150 C (Fündigkeitsversicherung 140 C) Erwartete Schüttung 100 l/s Lagerstättendruck ca. 390 bar (in 3.120 m) Salinität ca. 150 g/l Begleitgas (geringe Menge) CH 4 (Stromerzeugung), CO 2 & N 2
Bauwerk Geothermieanlage
Schema Geothermieanlage
Einbindung Geothermie
Projektzeitplan Machbarkeitsstudie Juli 2007 Businessplan Oktober 2007 Gründung der Gesellschaft November 2007 Ausschreibung Bohrung März 2010 Wasserrechtlicher Bescheid Jänner 2011 Vergabe Bohrung August 2011 Bergrechtlicher Bescheid November 2011 Beginn Bohrung Dezember 2011 Ausschreibung Obertageanlage & FL Ende 2012 Errichtung der Obertageanlage & FL 2013-2014 Inbetriebnahme & Dauerbetrieb 2014
Begleituntersuchungen Untertage Keine induzierte Seismizität durch die Reinjektion des Thermalwassers Seismisches Monitoring Messung einer erhöhten Seismizität durch ein seismisches Netzwerk Dynamische Reservoirsimulation Reservoirmodell Geomechanisches Modell 3D geomechanisches Reservoirmodell Obertage Engineering der Obertageanlage Elektrochemische Korrosionsuntersuchungen Werkstoffauswahl Geochemische Bewertung der Fluide Betriebsdruck Inhibitor-Test Inhibitor-Wahl
Lageplan
Lageplan
Öffentlichkeitsarbeit Anrainerzeitung: Infocenter: Bohrbeginn: vis a vis Tag der offenen Türe Medialer Kick-Off Führungen am Bohrplatz hompage www.geothermiewien.at Telefon- & E-Mail-Service Laufende Medienberichterstattung über Projektfortschritt Eröffnungsfeier & Inbetriebnahme der Anlage
Resümee Geothermie in Wien Einhaltung der EU-Ziele ( Fahrplan für erneuerbare Energien ) Beitrag zum Klimaschutz CO 2 - neutral Dauerhaft zur Verfügung stehende & nachhaltige Energiequelle Grundlastfähige Energieform Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern (Erdgas-Importe) Regionale Wertschöpfung Preisstabile Energieform Dezentrale Energieversorgung der Seestadt Aspern Nutzung von Wärme & Strom Pilotprojekt für Wien (thermische Nutzung) Vorzeigeprojekt für andere Städte
Resümee Gestern und Heute Sollten einst auf der mehr und mehr bevölkerten Erde die Wälder überall stark gelichtet und die Kohlenlager erschöpft sein, so ist es wohl denkbar, dass man die Innenwärme der Erde sich mehr und mehr dienstbar macht, dass man sie durch besondere Vorrichtungen in Schächten oder Bohrlöchern zur Oberfläche leitet und zur Erwärmung der Wohnungen oder selbst zur Heizung von Maschinen verwendet. (Carl Bernhard von Cotta, 1858)
Impressum: DI Dr. Michael Kotschan MBA Geothermiezentrum Aspern GmbH Spittelauer Lände 45 A-1090 Wien Tel.: +43 (0)1 31326 3181 Email: info@geothermiewien.at www.geothermiewien.at www.fernwaerme-partner.at www.wirtschaftsagentur.at VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!