Oberflächennahe Geothermie und die Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt Auswirkungen des Grundwassers auf die Oberflächennahe Geothermie 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 1
Oberflächennahe Erdwärme Sonneneinstrahlung Niederschlag Wärmezufuhr mit dem Grundwasser C w, w Wärmestrom aus dem Gebirge (Speicher), C g, g Wärmestrom aus dem Erdinneren: 0,07 W/m² 400m Quelle: W/T Geoingenieure 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 2
Oberflächennahe Erdwärme Temperaturen im Bereich 15 m 400 m: 10-20 C Wärmepumpe - Anwendung für moderne Heizungssysteme mit niedriger Vorlauftemperatur Kühlen Z. Zt. noch nicht für Stromerzeugung geeignet 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 3
Oberflächennahe Geothermie ca. 3000 Anlagen wurden landesweit errichtet ca. 90 Bohrunternehmen haben in Sachsen-Anhalt für die Geothermie gebohrt mittlere Leistung ca. 9,7 KW (gemittelt für Anlagen < 30KW) Im LAGB angezeigte Erdwärmeanlagen 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 4
Oberflächennahe Erdwärmegewinnung ca. 90 % der Anlagen in Sachsen-Anhalt Erdwärmesonden GW-Brunnen Erdwärmekollektoren Energiepfähle 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 5
10-20 C 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 6
Quelle: Im Radialbohrverfahren errichtete Sonden Sonden mit Phasenwechsel Quelle: BLZ Gommern) 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 7
Erdwärmesonden technisch ausgereift und zuverlässig geringer Platzbedarf weitgehende Wartungsfreiheit Heizen und Kühlen von Gebäuden 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 8
Schema einer Brunnenanlage Landesamt für Geologie und Quelle: Vortrag Dipl. Ing (FH) Alexander Lyssoudis 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 9
Schluckbrunnen 10,05m 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 10
Anzeige und Genehmigungspflichten Untere Wasserbehörde Grundwasserleiter Bohrungen für die Installation der Sonden sind 1 Monat vor Baubeginn anzeigepflichtig ( 139 Abs. 1 Wassergesetz LSA). Grundwasserleiter Wasser-Wasser-Wärmepumpen stellen eine Gewässernutzung dar und sind grundsätzlich genehmigungspflichtig 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 11
Einwirkung auf das Grundwasser Einflüsse durch den Betrieb der Anlage Einflüsse durch Bohrprozess und Ausbau 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 12
Einflüsse durch den Betrieb der Anlage Temperaturveränderung des Grundwassers durch Wärmeentzug bzw. eintrag Verschiedene wissenschaftliche Abhandlungen hinsichtlich Veränderung der Mikrobiologie und des Chemismus des Grundwassers ->Gefährdungspotential gering Eintrag von Wärmeträgermittel in das Grundwasser bei defekter Anlage nur Stoffe der Gewässergefährdungsklasse 1 bzw. ohne zulässig begrenzte Menge -> relativ geringes Gefährdungspotential 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 13
Einflüsse durch Bohrprozess Landesamt für Geologie und Eintrag von Bohrspülung nur Stoffe der Gewässergefährdungsklasse 1 bzw. ohne Gefährdung zulässig begrenzte Menge und Ausbau -> relativ geringes Gefährdungspotential Schaffung von Umläufigkeiten beim Bohrprozess bzw. durch nicht sachgerechte Hinterfüllung (unvollständige Verfüllung, falsche Materialien..) dauerhafte Verbindung verschiedener Grundwasserleiter möglich -> hohes Gefährdungspotential 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 14
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Unbekannte Geologie Grundwasserleiter Grundwasserleiter Grundwasserschutzgebiete Verbot in Zone 1 und 2 Fallentscheidung in Zone 3 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 16
Einwirkung Grundwasser auf Erdwärmesonden Dimensionierung der Anlage (Geo-)Technische Probleme für die Bohrung 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 17
Dimensionierung Landesamt für Geologie und Brunnenleistung Entzugsleistung, W/m Temperatur im Untergrund: 10-20 C Wärmetransport des Grundwassers Wärmeleitfähigkeit der Gesteine, W/(m*K) Durchlässigkeitsbeiwert Sand, trocken 0,3 0,9 Sand, wassergesättigt 2,0 3,0 (nach VDI 4640) 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 18
Pumpe - 10 KW, Leistungszahl 4 Standort 1 Entzugsleistung, W/m Entzugsleistung, gesamt, W 2 Sonden a 60m, - 10%, W 18m Sand, wasserführend 65 10m Schluff 40 4300 8170 32m Sand, wasserführend 65 8m Sand, wasserführend 52m Schluff 40 65 2860 5434 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 19
(Geo-)Technische Probleme 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 20
Arteser in Südthüringen 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 21 Quelle: TLUG Thüringen
Arteser2 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 22 Quelle: TLUG Thüringen
arteser3 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 23 Quelle: TLUG Thüringen
24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 24 Quelle: http://www.welt.de/vermischtes/article4118102/wohnhaus-am-kraterin-kamen-erneut-evakuiert.html
Quelle: GD NRW, Autor: K. Steuerwald 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 25
Staufen 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 26
Anthropogene Aufschüttungen, quartäre Schotter Schilfsandstein Oberer Gipsspiegel Oberer Anhydritspiegel Gipskeuper Staufen Geologische Situation Unterer Anhydritspiegel Unterer Gipsspiegel Unterkeuper Oberer Muschelkalk 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 27
Projekt GEOTHERM Landesamt für Geologie und Ressortübergreifendes Informations- und Erfassungssystem Oberflächennahe Geothermie (LAGB, MLU, LHW, LvWA, LAU, Untere Wasserbehörden ) http://www.geodaten.lagb.sachsen-anhalt.de/lagb/ Google Suche : Anhalt Geothermie Informationsbroschüre zur Oberflächennahen Geothermie in Sachsen-Anhalt entspricht inhaltlich den Leitfäden der anderen Bundesländer -> als pdf-download zu beziehen, jederzeit aktualisierbar
Auskunftssystem Beispiel: Ungünstige geotechnische Bedingungen 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 31
24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 32 Im LAGB angezeigte Bohrstandorte für Erdwärmesonden mit Anzahl der Bohrungen (Stand 2011)
24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 33 Im LAGB angezeigte Bohrstandorte für Erdwärmesonden mit Anzahl der Bohrungen (Stand 2011)
Erdwärme Wärmeenergie der Zukunft dafür muss Planung und Ausführung durch Fachbüros erfolgen sowie die Geologie berücksichtigt werden! 24.10.2012 BWK Tagung Wernigerode 34