Tiefengeothermie in Hessen Johann-Gerhard Fritsche Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie Das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie Technisch-wissenschaftliche Umweltbehörde im Geschäftsbereich des Hessischen Ministeriums für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUKLV). Untersuchung und Bewertung der wesentlichen Umweltmedien unserer Umwelt Wasser, Boden (geologischer Landesdienst) und Luft. Wahrnehmung zentraler Aufgaben für die hessische Umweltverwaltung, z. B. Weiterentwicklung der Geodateninfrastruktur. Sammlung, Erfassung, Aufbereitung, Bewertung und Veröffentlichung von Daten und Informationen zum Zustand und zur Veränderung der Umweltmedien Erstellung von Konzepten, Handlungsempfehlungen und Gutachten. Beratung von Ministerien und anderen Behörden wissenschaftlich, fachspezifisch und praxisbezogen. Regelmäßige Information sowohl von Fachkreisen als auch der Öffentlichkeit regelmäßig durch Veröffentlichungen, Veranstaltungen und das Internet (www.hlug.de). Sitz in Wiesbaden mit Außenstellen in Kassel und Darmstadt sowie in Ebsdorfergrund, Hünstetten und Villmar (Bohrkernlager) Das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie Nutzungsformen der Tiefengeothermie Tiefe Erdwärmesonden Erzeugung von Wärme durch direkte Nutzung eines geschlossenen Kreislaufs in einer koaxialen tiefen Sonde Hydrothermale Systeme Direkte Wärmenutzung (Thermalwasser) aus klüftig-porösen oder zerütteten Gesteinsschichten zur Erzeugung von Wärme (> 20°C) oder Strom (>120°C) mittels Dublette Petrothermale Systeme (HDR, EGS) Wärme- und Stromerzeugung aus heißen, überwiegend trockenen Gesteinen über induzierten Wasserkreislauf mittels Dublette nach künstlicher Schaffung von Rissystemen Produktivität einer tiefen Geothermieanlage Temperatur, ° C 0 50 100 150 0 200 Faktoren, die die Produktivität bestimmen -100 -200 Nordhessen -300 -400 -500 -600 -700 -800 -900 -500 -600 -700 -800 -900 -1000 -1100 -1200 Teufe, -1300 m u. GOK -1400 -1500 -1600 -1700 -1800 -1900 -2000 -2100 -2200 -2300 -2400 -2500 -2600 -2700 -1000 -1100 1. Temperatur (T) Oberrheingraben Zunahme zur Tiefe (Geothermischer Gradient): Nordhessen: ca. 30 °C/100 m Oberrheingraben: ca. 57 °C/100 m -1200 Teufe, -1300 m u. GOK -1400 2. Förderrate (Q) -1500 -1600 -1700 -1800 - von Durchlässigkeit des Untergrundes abhängig -1900 -2000 1. x 2. = Leistung (P): -2100 -2200 -2300 -2400 -2500 -2600 -2700 P = ρF CF Q (Ti – T0) Geothermisches Potenzial Modellierung der Untergrundtemperaturen in 3000m Tiefe, Forschungsprojekt "3 DModellierung der Geothermischen Tiefenpotenziale von Hessen“ („Hessen 3D“) Arbeitsschritte einer tiefengeothermischen Erschließung (SCHULZ, LIAG, 2009) • Aufsuchungsfelder für Tiefengeothermie in Hessen Wiesbaden Ehemalige, verliehene und beantragte Aufsuchungsfelder für tiefe Geothermie Leistung eines Geothermiekraftwerks Standort MWth Neustadt-Glewe 1,3-3,5 0,21 98 33 2250 Unterhaching 38 (70) 3,36 122 150 3350 3-6 3 160 70 3000 (3300) 4 0,5 118 86 2542 Landau Bruchsal MWel Temperatur °C Förderrate Tiefe (m) (l/s) Geothermie: Grundlastfähiger Strom,3 MWel für 6000, 3 MWth für 200 Haushalte Vergleich: 1,5 - 3 MW 2000 MW (5 Blöcke) Einspeisevergütung für geothermische Energie gefördert nach Erneuerbare Energien Gesetz (EEG): Bis einschließlich 10 MW: 16,0 Ct./kWh, ab > 10 MW: 10,5 Ct./kWh, bei Kraft-Wärme-Kopplung Erhöhung um je 3,0 Ct./kWh, Frühbucherbonus bis Ende 2015: zusätzlich 4,0 Ct./kWh, Technologiebonus z.B. bei HDR-Systemen zusätzlich 3,0 Ct./kWh. Ermittlung von Nutzungskonflikten (Daten des HLUG) Risiken & Ängste: Induzierte Seismizität Projekt SIMON als Beispiel für ein Überwachungssystem • SIMON: Seismisches Monitoring im Zusammenhang mit der geothermischen Nutzung des nördlichen Oberrheingrabens: Förderung durch BMU • Begleitung eines Geothermievorhabens (Groß-Gerau, ÜWG) bereits vor Eingriffen in den Untergrund bis zum Betrieb eines Kraftwerks • HLUG: Öffentlichkeitskommunikation und öffentliche Bereitstellung der seismischen Daten: www.simon.hlug.de • Universität Frankfurt: Regionales Messnetz für seismisches Langzeitmonitoring • Universität Stuttgart: Lokale Kurzzeit-Netzwerke zur kleinräumigen Erfassung der Nano-Seismizität (ML>-2,0) Projekt Wiesbaden • Herbst 2008: Potentialanalyse zur Nutzung der Tiefen Geothermie • Entscheidung zu detaillierteren Untersuchungen • Beantragung Erlaubnisfeld bei ROP Darmstadt und 2009 Erteilung der Erlaubnis zur Aufsuchung von Erdwärme und Sole Darstellung aus Krämer und Deckert, 2013, Vortrag im Rahmen des 8. hessischen Tiefengeothermieforums Projekt Wiesbaden 3 D-Seismikkampagne Winter 2012/13 • 92 km² • 5093 Messpunkte, • 42 Tage Dauer Darstellung aus Krämer und Deckert, 2013, Vortrag im Rahmen des 8. hessischen Tiefengeothermieforums Projekt Wiesbaden Zielhorizont Rotliegendes und Untergrundtemperaturen Forschungsprojekt "3 DModellierung der Geothermischen Tiefenpotenziale von Hessen“ („Hessen 3D“), Darstellung im Geothermischen Informationssystem Deutschland GeotIS Projekt Wiesbaden Zielhorizont Rotliegendes Temperaturen an der Oberfläche des Rotliegenden Forschungsprojekt "3 DModellierung der Geothermischen Tiefenpotenziale von Hessen“ („Hessen 3D“), Darstellung im Geothermischen Informationssystem Deutschland GeotIS Projekt Wiesbaden : Vom geologischen Modell zum Temperaturmodell Darstellung aus Krämer und Deckert, 2013, Vortrag im Rahmen des 8. hessischen Tiefengeothermieforums
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