Potentiale der Erdwärme Fachtagung des Landesverbandes Erneuerbare Energien Mecklenburg-Vorpommern am 24.01.2018 Björn Oldorf (Dipl.-Ing.) - H.S.W. Ingenieurbüro Gesellschaft für Energie und Umwelt mbh
Ist Geothermie regenerativ?
Oberer Mantel 35 410 km Übergangszone 410 660 km Temperaturen Erdkruste: bis 600 C Mantel: bis 2.000 C Kern: bis 6.000 C 99 % der Erde sind heißer als 1.000 C von dem 1 % sind 99 % heißer als 100 C Bildquelle: www.wikipedia.de/innerer Aufbau der Erde Erdkruste 0 35 km
Aus dem Inneren unseres Planeten steigt ein ständiger Strom von Energie an die Oberfläche. Die Erde strahlt täglich etwa viermal mehr Energie in den Weltraum ab, als wir Menschen derzeit an Energie verbrauchen. 30 % des an die Erdoberfläche steigenden Energiestroms kommen aus dem heißen Erdkern selbst. 70 % entstehen durch den fortwährenden Zerfall natürlicher radioaktiver Elemente im Erdmantel und in der Erdkruste. Diese in der Erde gespeicherte Wärme ist nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich gleichzusetzen mit nachhaltig verfügbar / regenerativ / erneuerbar
Nutztemperaturen in der Geothermie
Teufe in m Temperatur-Tiefen-Beziehung in Norddeutschland 0 Temperatur in C 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3,62 K / 100 m 3.000 3.500 Quelle: GTN
Temperaturen im oberflächennahen Untergrund ZONEN: Solarspeicherzone (beeinflusst u.a. durch Klima, Grundwasser, Bebauung) Geosolarer Bereich (neutrale Zone) Terrestrische Zone Geothermischer Gradient Ø 3 K/100 m Bildquelle: HSW, frei nach Panteleit & Mielke, 2010
Temperaturen im oberflächennahen Untergrund Bildquelle: Umweltatlas Berlin 2012, Grundwassertemperatur 20 m unter der Erdoberfläche
Differenzierung in der Geothermie
Oberflächennahe und Tiefe Geothermie Differenzierung: allgemein Oberflächennahe Geothermie = Nutzung von Energie bis max. 400 m Tiefe Geothermie = Nutzung von Erdwärme ab 400 m Tiefe vielmehr Unterschiede der thermischen und geologischen Gegebenheiten Unterschiede in den Verfahren der Erschließung, Förderung und Nutzung Unterschiede an die Anforderungen der Planung
Oberflächennahe und Tiefe Geothermie Kennzahlen Geothermie (bundesweit, 2016/17): - Anteil Wärmebereitstellung: 0,7 % - Anteil Stromerzeugung: 0,1 % - Beschäftigte: 17.300 Anzahl und Leistung der Anlagen: ONG: TG: ca. 350.000 Stk. ca. 20.000 Stk./Jahr ca. 4.400 MWth. 33 Stk. in Betrieb ca. 303 MWth. und ca. 37 MWel. in Bau 3 Stk. in Planung 30 Stk.
Oberflächennahe Geothermie in M-V
Oberflächennahe Geothermie in M-V typische Erschließungstiefen zwischen 1,2 m und 200,0 m vorrangig Lockergestein (Kies, Sand, Schluff, Ton, Kreide) geologische und bohrtechnische Risiken gering / beherrschbar Nutztemperaturen ca. 9 14 C Einsatz erdgekoppelter Wärmepumpen erforderlich auch zur Gebäudekühlung einsetzbar ausschließlich dezentrale Wärme-(Kälte-)versorgung Teil der aktuell möglichen Versorgungsoptionen gemäß EnEV und EEWärmeG im Gebäudeneubau und daher im Markt etabliert
Zahlen: Oberflächennahe Geothermie in Deutschland / M-V Entwicklung installierter Anlagen / Wärmepumpen (WP) 600 500 dokumentierte Erdwärmeanlagen/WP in MV 2006-2016 550 474 400 343 339 333 Quelle: Bundesverband Wärmepumpe Absatzzahlen bundesweit 2016 = 20.700 erdgekoppelte Wärmepumpen 300 200 100 0 274 269 271 223 218 122 82 79 78 56 71 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 LUNG M-V Agentur für Erneuerbare Energien Quellen: LUNG M-V über Anfragen bei den Unteren Wasserbehörden des Landes Agentur für Erneuerbare Energien über das MAP geförderte Wärmepumpenanlagen konkrete Aussage zu M-V nicht möglich!
Zahlen: Oberflächennahe Geothermie in Rostock durch die H.S.W. GmbH konzipierte Anlagen (ca. 160 Stk.)
Zahlen: Oberflächennahe Geothermie in Rostock AIDA - Home 39 Erdwärmesonden a 100 m Tiefe 3.900 Gesamtbohrmeter Heizwärme: Kühlung: 200 kw 255 MWh/a 200 kw 170 MWh/a Quelle: AIDA-Cruises + Fernwärme / Kältemaschinen
Zahlen: Oberflächennahe Geothermie in Rostock ZMF Universitätsmedizin Rostock 52 Erdwärmesonden a 110 m Tiefe 5.720 Gesamtbohrmeter Heizwärme: Kühlung: 300 kw 800 MWh/a 300 kw 550 MWh/a Quelle: BBL M-V + Fernwärme / Kältemaschinen
Zahlen: Oberflächennahe Geothermie in Rostock Inselquartier der WIRO 80 Erdwärmesonden a 110 m Tiefe 8.800 Gesamtbohrmeter Heizwärme: 100 % Geothermie 300 kw 550 MWh/a Warmwasser: über Fernwärme Quelle: WIRO
Rahmenbedingungen für die Oberflächennahe Geothermie in M-V förderlich: Hemmnisse: vergleichsweise günstige geologische Standortbedingungen im Bundesvergleich moderate Genehmigungsverfahren gute Fördermöglichkeiten (BAFA, KfW, Landesprogramme) allgemein und politisch akzeptiert und unterstützt geologisches Landesamt unterbesetzt kaum Bohrbetriebe in M-V mit Spezialisierung in der Geothermie bundesweit hohe Strompreise und günstige Gaspreise (EEG-Umlage auf CO2-arme Wärmeversorgung???)
Bedeutung der Oberflächennahen Geothermie in M-V Möglichkeit zur dezentralen, auf regenerative Energien basierenden Wärmeversorgung im Flächenland M-V Während die anderen regenerativen Quellen im Ausbau eingeschränkt werden, hat die Geothermie noch das größte Wachstumspotential autarke Insellösungen mit Geothermie, PV (und ggf. Wind) werden zunehmen das große Stromangebot aus Erneuerbaren Energien ist mittels erdgekoppelter Wärmepumpe effizient nutzbar ( Power-to-Heat mit 1 kwh Strom werden 3 bis 5 kwh Wärme bereit gestellt) Wärmepumpen sind Smart Grid - fähig Wärmepumpen unterstützen somit die Sektorenkopplung
Tiefe Geothermie in M-V
Tiefe Geothermie in M-V Erschließungstiefen zwischen 700 m und 2.450 m installierte Gesamtleistung ca. 24 MWth (ca. 8 % im Bundesvergleich) ausschließlich Hydrogeothermie mit der Nutzung von Aquiferen (wasserführende Sand- bzw poröse Sandsteinschichten) Nutztemperaturen ca. 21 99 C ausschließlich zur Wärmeversorgung, keine Stromerzeugung Nutzung für Thermalbäder und Fernwärmeeinspeisung
Tiefe Geothermie in M-V Anlagen in Betrieb: Neustadt-Glewe Waren Neubrandenburg Binz (Therme) Sassnitz-Dwasieden? (Therme) Lauterbach? (Therme) Anlagen in Planung: Schwerin Usedom Kaiserbäder Usedom Karlshagen Stralsund (außer Betrieb) Quelle: Geotis Geothermisches Informationssystem für Deutschland (Stand: 2015)
Zahlen: Tiefe Geothermie in M-V Neubrandenburg Dublette mit Förder- und Injektionsbrunnen Tiefe: 1.185 m bis 1.285 m Temperatur: ca. 55 C Nutzung als saisonaler Thermalspeicher zur Fernwärmeversorgung Injektionstemperatur ca. 85 90 C Quelle: Wikipedia
Zahlen: Tiefe Geothermie in M-V Waren Dublette mit Förder- und Injektionsbrunnen Tiefe: 1.200 m bis 1.655 m Temperatur: ca. 62 C Leistung: ca. 8,3 MWth Wärmelieferung: ca. 10,2 MWh/a Quelle: Stadtwerke Waren GmbH Nutzung zur Fernwärmeversorgung und Thermalsolegewinnung Heiznetz: 70/50 C
Zahlen: Tiefe Geothermie in M-V Neustadt Glewe Dublette mit Förder- und Injektionsbrunnen Tiefe: Förderbrunnen 2.455 m Injektionsbrunnen: 2.335 m Temperatur: ca. 98 C Nennleistung: ca. 11 MWth Wärmlieferung: ca. 16 MWh/a Quelle: Wikipedia Nutzung zur Fernwärmeversorgung Heiznetz: 90/70 C
Rahmenbedingungen für die Tiefe Geothermie in M-V förderlich: Hemmnisse: vergleichsweise günstige geologische Standortbedingungen gute Fördermöglichkeiten allgemein und politisch akzeptiert und unterstützt Problem der Abnehmer (Nahwärme-/ Fernwärmenetze) hohe Investitionskosten zu leistender hoher Eigenmittelanteil (nur durch Kommunen/Energieversorger leistbar) lange Projektentwicklungszeit, ca. 3 5 Jahre relativ niedrige Preis der fossilen Primärenergieträger
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Quelle: http://www.santherr-geothermietechnik.com/ H.S.W. Ingenieurbüro Gesellschaft für Energie und Umwelt mbh Gerhart-Hauptmann-Str. 19 18055 Rostock www.hsw-rostock.de