Geothermie in der Schweiz Fakten und Perspektiven GEOTHERMIE.CH Schweizerische Vereinigung für Geothermie (SVG) Société Suisse pour la Géothermie (SSG) 8500 Frauenfeld Dr. Roland Wyss Leiter der Geschäftsstelle Geologe CHGEOLcert/SIA Energie Apéro Luzern Luzern, 5. November 2012 Geothermie 99% der Erde ist über 1000 C heiss. Nur 0.1% sind kälter als 100 C. 1
Temperaturverlauf in der Erde Temperaturzunahme mit der Tiefe 3 C pro 100 m Tiefbohrung Siblingen (SH) > 58 C in 1500 m Tiefe 2
Oberflächennahe Erdwärme A B C D A B C D Indirekte Wärmenutzung zu Heizzwecken mittels Wärmepumpe Direkte Wärmenutzung zu Heizzwecken (Grundwasser oder tiefe Erdwärmesonde) Wärmenutzung zur Stromproduktion aus Tiefengrundwasser (hydrothermale Tiefengeothermie) Wärmenutzung zur Stromproduktion aus trockenem Gebirge (petrothermale Tiefengeothermie, Enhanced Geothermal System, EGS) 3
2B 1B 20B 26B 32B 7B 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A 10A 3B 4B 11B 11A 12A 13A 14A 15A 16A 17A 14B 5B 18B 13B 21B 27B 33B 12B 8B 19B 6B 15B 22B 28B 18A 34B 9B 16B 23B 25B 31B 19A 25A 31A 29B 35B 10B 17B 20A 26A 32A 21A 27A 33A 24B 30B 22A 28A 34A 23A 29A 35A 24A 30A Ø 40m Zuleitung Ø 40mm Verteiler mit Mauerkragen Verlegung auf Magerbeton Im Bereich Verteiler max. 3 lagig, (12cm) sonst max. 2-lagig (8 cm) Die Rohre sind auf dem Magerbeton mit Rohrbriden zu befestigen Pfeiler / Kanalisation sind zu umfahren Erdwärmesonde Duplex-Erdwärmesonde Ø 25 / 32 / 40 / 50 mm PE 100 / PN 16 nahtlos SKZ Würzburg geprüft 100 bis 400 m Tiefe Leistung ca. 40 W/m bei Standardnutzung zum Heizen Lebensdauer > 50 Jahre Hinterfüllung mit Zement- Bentonit-Injektion im Contractorverfahren Abdichtung des Bodens Verhindert die Verbindung verschiedener Grundwasserhorizonte Gewährt einen definierten Wärmeschluss zum Erdreich Erdwärmesondenfelder > Dolder Grand Hotel, Zürich : 1 GWh Heizenergie und 1 GWh Kühlenergie 70 Erdwärmesonden à 152 m (> 10 000 000 m) Erdwärmesonden 4
Energiepfähle Geostrukturen Fundationspfähle als Wärmetauscher Heizen und Kühlen analog einer Erdwärmesonde Quelle: A+W Zürich Erdwärmekörbe > Erdwärmekörbe in der Tiefe von 1.5 bis 3.5 Meter > Temperaturbereich 6 bis 14 C > Euro Patent > bei kleineren Objekten oder Gebieten ohne EWS Bewilligung 5
Horizontale Erdregister Clauser (2006) Grundwassernutzung 6
Tiefe Aquifere, Thermalquellen > Schematischer Aufbau des Doublettensystems und des Fernwärmenetzes in Riehen (BS) > Ort, Tiefe von Geothermiebohrungen und unterstützte Bohrungen in der Schweiz (1987 1998 1998, Quelle: BFE) Quelle: Vuataz 2003 Tunnelwassernutzung > genutzte Tunnelwässer in der Schweiz 7
Geothermische Energieproduktion seit 1990 Erneuerbarer Anteil, vor WP Quelle: Geothermiestatistik 2011 Tiefengeothermie: Hydrothermale / Petrothermale Tiefengeothermie 8
Geothermieprojekt Basel granitic basement Quelle: Geopower Basel AG EGS: Erzeugen des Kluftnetzes durch hydraulische Stimulation 1 2 3 4 Microseismik 9
Hydrothermal / Petrothermal Hoch Natürliche Durchlässigkeit des Gesteins/des Gebirges Sehr gering Stimulation chemisch, hydraulisch etc. Hydrothermale Systeme Petrothermale Systeme Potenziale Potenzial Geothermie Theoretisches Potenzial Förderbarkeit Heat in Place Theoretischer Wärmeinhalt Erläuterung Im Gestein enthaltene Wärme Technisches Potenzial Technisch nutzbarer Wärmeinhalt Mit «bekannten» Methoden nutzbare mögliche Wärme Wirtschaftliches Potenzial Wirtschaftlich nutzbarer Wärmeinhalt Mit bekannten Methoden, wirtschaftlich nutzbare Wärme 10
Geothermisches Potenzial in der Schweiz > PSI, 2005: Theoretisches Potenzial 3 7 km Tiefe 15 900 000 TWh th Gewinnungsfaktor: 4 % Wirkungsgrad: 10 % «Technisches» Potenzial: 63 700 TWh e (Stromverbauch in der Schweiz: 59 TWh e pro Jahr) Stromgestehungskosten: 7 15 Rp./kWh > Schätzungen BFE (2011) Bis 2035: 400 1100 GWh/a (=ca. 50 137 MW) Bis 2050: 1400 4400 GWh/a (= ca. 175 550 MW) Tiefengeothermie liefert Bandenergie Winter Sommer Hydro Solar Wind Geothermie 11
Stromproduktion aus Geothermie Totale Leistung weltweit: 11 GW Bohrungen in der Schweiz (>400 m) 12
Bohrungen in der Schweiz (>3000 m) Seismik in der Schweiz 13
Geothermiestudien und -projekte in der Schweiz (seit 1983) Geothermie-Zukunft > Kann das riesige geothermische Potenzial wirtschaftlich genutzt werden? > Geothermische Exploration notwendig Koordiniertes Vorgehen von Branche, Politik, Wissenschaft mit einer breiten Unterstützung der Bevölkerung > Es braucht Projekte Die Entwicklung einer neuen Technologie dauert 20 25 Jahre die Stromproduktion kann aber schon morgen beginnen! 14
Zusammenfassung > Wärmeproduktion (untief) Rahmenbedingungen bekannt Technologien bekannt Wirtschaftlich Qualität muss sichergestellt werden > Stromproduktion Grosses Potenzial Steht am Anfang Technologieentwicklung braucht Zeit Grosse Herausforderung 15