Geothermische Energie aus großen Tiefen für r Strom und WärmeW Technologien und Projekte aus Deutschland und Österreich Dr. Ing. Horst Kreuter 1
Warum Geothermie? Allgemein Strom und Wärme Grundlaststrom (über 90% Verfügbarkeit) Umweltfreundlich da CO 2 -frei Versorgungssicher (Keine Brennstoffe) Unerschöpfliches Reservoir Größtes Potential aller erneuerbaren Energien in Deutschland 2
Strom und Wärme! Ökologisch sinnvoll Ökonomisch sinnvoll Bedarf: Bis jetzt nur etwa 6 % der Wärmeversorgung aus Erneuerbaren Energien in D! Versorgungssicher (Keine Brennstoffe) Hindernisse: Verteilungssysteme (Neubau) Verteilungssysteme (Bestand) 3
Potential in D (Strom) Geothermie Wind Photovoltaik Wasserkraft Biomasse Gesamtenergieverbrauch 50% des derzeitigen jährlichen Energieverbrauchs 4
Vergütung D EEG Erneuerbare Energien Gesetz Einspeisungsvergütung in in Cent/kWh: Geothermie 0-5 MW 5-10 MW 10-20 MW > 20 MW 15 14 9 7 Novellierung 1.1.2009 16-19?? Boni!! Geothermie in Österreich Einspeisevergütung: 7 cent/kwh 5
Wirtschaftlichkeit Temperatur Förder- Reinjektionsmenge Wirkungsgrad der Stromerzeugung Kühlung Wärmenutzung Bohrkosten! EEG Vergütung ausreichend? 6
Risikominimierung Versicherungskonzepte Fündigkeitsversicherung (Temperatur und Produktionsrate) Technische Bohrrisiken (nur zum Teil) high Risiko Risikoreduzierung mit der Zunahme von Bohrungen in einem Reservoir Portfolio Versicherung 1. well low 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Number of wells 7
Tiefe Geothermie Hochenthalpie Temperaturen > 200 C Der Strom wird direkt erzeugt Stromerzeugungssysteme Trockendampf (nur Dampf) Nassdampf (Dampf und Wasser) Hybrid Anlagen (Dampf + Binäre Anlage) Binäre Anlage (Thermalwasser + Arbeitsfluid) 8
Tiefe Geothermie in D u. Ö Niederenthalpie Temperaturen 90-200 C Strom wird mit binären Systemen erzeugt Stromerzeugungssysteme Organic Rankine Kreislauf (ORC) Ormat, Turboden, GMK Kalina Kreislauf Siemens, XOrka, MW Zander, Geodynamics 9
Europäische Kraftwerke 10
Nassdampf Schema Nassdampfkraftwerk, Japan 2000 Geothermal Education Office 11
Binärer Kreislauf / Hybrid Schema Hybrid Hawaii 2000 Geothermal Education Office 12
Regionen hoher Enthalpie 2000 Geothermal Education Office 13
Geotherm. Potential in D Norddeutsche Becken Oberrheingraben Molassebecken 14
Strukturen 15
Geothermieregionen in D Ndt. Becken 100 190 C T > 2300m Oberrheingraben 100 190 C T > 1000m Molasse 100 130 C T > 2000m 16
Geothermische Systeme Hydrothermal EGS Enhanced Geothermal Systems HDR Hot Dry Rock Störungszonen 17
Geothermische Systeme Hydrothermal Bohrtiefen 2.000 m 4000 m Natürlicher Wärmetauscher Poren/Klüfte - Störungszonen Erfolgreiche Referenzprojekte weltweit Übliche Bohrtechnik Nachweis: ca. 5 Mio. HDR Theoretisch überall einsetzbar Bohrtiefen > 4000 m Künstlicher Wärmetauscher Bohrtechnisch anspruchsvoll und teuer Nachweis: > 15 Mio. F+E-Stadium 18
Dublette 19
Europäische binäre Kraftwerke Altheim, Österreich ORC Husavik,, Island Kalina 20
Ems Leine Geothermieprojekte 54 52 Rhein N O 50 Bellheim M osel R D S E E Emden Prometheus Aachen Speyer Landau Köln Dortmund Germersheim Bremen Genesys Hürth Lahn Ruhr Wiesbaden Frankfurt Flensburg Wese r Kassel Hannover Kehl Main Al ler Kiel Hamburg Werra Lübeck Clausthal- Zellerfeld FZK Bruchsal Rheinstetten Würzburg Erfurt Elbe Saale Halle O S Havel T S Rostock Gera E E Stettin Groß Schönebeck Staßfurt Leipzig Stralsund Eger Berlin Elbe Freiberg Dresden Legende Spree Oder Cottbus Praha Neisse Störungen mit einer wahrscheinlichen Reichweite bis in 7km Tiefe 54 52 50 Enhanced Geothermal Systems HDR Tiefe Sonde Hydrothermal Forschungsprojekte Saarbrücken Soultz sous Forets Saar Rhein Neckar Stuttgart Bad Urach Ulm Donau Altmühl Nürnberg München Riem Regen Unterhaching Pullach etc. Isar Inn Passau Moldau Donau 48 Freiburg Neuried Iller München 48 Basel Aare Basel Lech Salzach Salzburg Enns 21
Situation tiefe G. in Ö Oberösterreichisches und niederösterreichisches Molassebecken, Wiener Becken und steirische Thermenregion 22
Situation tiefe G. in Ö Startschuss in Österreich: 1978 Bad Waltersdorf, heiße Quelle statt Erdöl Wärme für Schule, Kindergarten und ein Freibad. 1981: Thermalbad Daten: 1400m Tiefe; 17 l/s; 61 C 2005: 12 Anlagen mit 41,5 MW, davon zwei mit Stromerzeugung (ORC) Potential in Österreich: ~2000 MW thermischer Energie und ~7 MW Strom 23
Blumau Fertigstellung: 1990 Bohrtiefe: 2800m Temperatur:110 C Leistung th.: 7,6 MW Leistung el.: 250 KW Nutzung: Therme und Hotel Heizung Thermalwassernutzung CO2 Gewinnung 24
Altheim Leistung thermisch: 10 MW Leistung elektrisch: 1 MW Förderrate: 100 l/s (46 l/s artesisch) Temperatur: 106 C 1990 Trasse: 14,5 km, 650 Haushalte 25
F+E Ziele Effizienzsteigerung (Mehr Strom - geringere Kosten) Risikoreduzierung Themen Stimulationstechniken Mikroseismizität Bohrtechnik Kraftwerkstechnik 26
Tiefbohranlagen 27
Anforderungen aus der Geothermie Bohrtiefen > 2500 m Nähe zum Kunden Geringe Geräuschemissionen Kleiner Bohrplatz mit ungleichmäßigem Layout Umweltschonend und energiesparend für Projekte der aus dem Bereich der erneuerbaren Energien allgemein Effizient Energiesparend und wartungsarm Sicher Arbeitssicherheit Reduzierte technische Risiken 28
Schallschutz 29
Gesamtansicht 51,8 m 9 m 0 m 30
Bohrplatz 31
Hydraulic Roughneck Offshore-Technologie HV Onshore-Technologie 32
Pipehandling 33
Pipehandling 34
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 35