Vibro-Seismik-Messungen

Öko-Wärme für München
Vibro-Seismik-Messungen:
SWM suchen Standorte für neue
Geothermieanlagen in München
Pressegespräch mit Stephan Schwarz,
SWM Geschäftsführer Versorgung und Technik, 28. Oktober 2015,
11.30 Uhr, Heizkraftwerk Süd, Schäftlarnstraße 15
Die SWM setzen die Energiewende ganzheitlich um und verwirklichen diese
nicht nur im Stromsektor, sondern auch im Wärmebereich, da hier der Energieverbrauch am höchsten ist. Ihre Fernwärme-Vision: Bis 2040 soll München die
erste deutsche Großstadt werden, in der Fernwärme zu 100 Prozent aus regenerativen Energien gewonnen wird. Den wesentlichen Beitrag hierzu wird die
Geothermie liefern. Die Realisierung dieser Vision haben die SWM kürzlich mit
dem Start der Bohrarbeiten für die Geothermieanlage in Freiham begonnen. Nun
folgt der zweite Schritt: Um geeignete Standorte für weitere Geothermieanlagen
zu finden, führen die SWM in den nächsten Wochen umfangreiche seismische
Messungen durch.
Ab November 3D-Seismik-Messungen in München und Umgebung
Unter München befindet sich ein gewaltiges Heißwasservorkommen, dessen
Wärme sich hervorragend zum umweltfreundlichen Heizen nutzen lässt. Im südlichen Bereich der Stadt München werden für die Thermalwasservorkommen im
Malm Temperaturen um 100 Grad Celsius erwartet. Mittels einzelner Messlinien
(2D-Seismik) haben die SWM bereits erkundet, dass die Thermalwasservorkommen in Tiefen ab 2.200 Metern (im Westen) und ab 3.200 Metern (im Osten)
liegen. Auf der Suche nach den besten Standorten für den weiteren Geothermieausbau wollen die SWM mit einem umfangreichen Raster aus mehreren Messli-
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nien (großflächige 3D-Seismik und weitere einzelne 2D-Messlinien) nun die genaue Lage der Thermalwasserschichten erkunden.
Die Auslegung der benötigten Kabel und Geophone beginnt am Donnerstag,
29. Oktober. Die Messungen starten dann am Montag, 9. November 2015, und
enden im März 2016. Ziel ist ein zusammenhängendes Bild des Untergrundes in
den bergrechtlichen Erlaubnisfeldern der SWM. Die Untersuchungen werden
hauptsächlich im Süden des Münchner Stadtgebietes (und in Teilen der Gemeinden Putzbrunn, Ottobrunn und Neubiberg) erfolgen. Aus messtechnischen Gründen werden auch folgende Gemeinden am Rande berührt: Gräfelfing, Planegg,
Neuried, Unterhaching, Hohenbrunn, Grasbrunn, Haar, Feldkirchen und Aschheim sowie die gemeindefreien Gebiete Forstenrieder Park und Perlacher Forst.
Das Messfeld wird kontinuierlich von Osten nach Westen abgearbeitet. Dabei
wird jede Messstraße von den Vibro-Fahrzeugen nur einmal befahren und an
jedem Punkt nur einmal vibriert. Mit dem Messfortschritt werden die Geophonkabel ebenfalls kontinuierlich verlegt, indem jeweils im Osten zwei Linien abgebaut und im Westen wieder angebaut werden. So wandert auch das Kablenetz
über die Messfläche. Zwischen dem 22.12.2015 und dem 2.1.2016 werden keine
Messungen durchgeführt und keine Kabel ausliegen.
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Einige Fakten zu den Messungen
3D Seismik: 170 km² Fläche, 7.587 Anregungspunkte, Linienabstand 400 m im
Nordwesten, 500 m im Südosten
2D Seismik: 4 Linien à ca. 6 km Länge (gesamt 24,5 km), Anregungspunktabstand 50 m
Wie funktioniert die Vibro-Seismik?
Mithilfe der Vibro-Seismik kann der Untergrund ähnlich wie mit einem Echolot
untersucht werden. Dazu werden mit speziellen Fahrzeugen auf Straßen und
Wegen in einem Linienraster Schwingungen erzeugt. Diese werden an Schichtgrenzen im Untergrund reflektiert und über sogenannte Geophone an der Erdoberfläche aufgezeichnet. Die Geophone werden ebenfalls in einem Linienraster
im Boden platziert. Der Vibro-Konvoi fährt auf öffentlichen Wegen und wird durch
je ein Verkehrssicherungsfahrzeug vorn und hinten begleitet und entsprechend
den verkehrsrechtlichen Anordnungen abgesichert. Bevor die eigentlichen VibroMessungen beginnen, werden die Geophon- und die Anregungspunkte für die
Vibro-Fahrzeuge eingemessen und mit Fähnchen oder Farbpunkten markiert. Im
nächsten Schritt erfolgt das Auslegen der Kabel und Geophone entlang von
Straßen und Wegen. Die Messkabel laufen an einem Messwagen zusammen,
wo die Datenqualität kontrolliert wird und die Daten gespeichert werden. Durch
die rechnergestützte Verknüpfung aller registrierten Einzelmessungen entsteht ein
dreidimensionales Bild des Untergrunds,
das Rückschlüsse auf das Vorhandensein
von Thermalwasser in den untersuchten
Gesteinsschichten erlaubt. Auf diese Weise
sollen die besten Standorte für den weiteren Geothermieausbau der SWM gefunden
werden. Insgesamt gibt es nach jetzigem
Kenntnisstand ein Potenzial von bis zu 16
Geothermieanlagen im Bereich des SWM
Fernwärmenetzes.
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Was bemerkt man von der Seismik-Kampagne?
Die Geophone werden meist am Straßen- oder Wegrand verlegt. Sie sind zur
Datenübertragung untereinander und mit dem Messfahrzeug mit einem langen
Kabel verbunden. Die Vibro-Fahrzeuge bewegen sich äußerst langsam als Kolonne auf ihrer Route und werden von
Begleitfahrzeugen gesichert. Alle 50 Meter hält der Mess-Konvoi an. Die VibroFahrzeuge setzen ihre Schwingungsplatten auf den Untergrund auf und vibrieren
dreimal für ca. 12 Sekunden. In unmittelbarer Nähe der Vibro-Fahrzeuge sind
Schwingungen zu spüren (vergleichbar
einer vorbeifahrenden Straßenbahn oder
eines Lastwagens). Begleitende Erschütterungsmessungen an benachbarten
Häusern nach DIN 4150 stellen jedoch
sicher, dass nicht zu stark vibriert und
nichts beschädigt wird. Der Konvoi der
Vibro-Fahrzeuge zieht im normalen
Messbetrieb wie eine kleine Wanderbaustelle in wenigen Minuten vorbei. Die Geophone zeichnen die Daten während
der gesamten Messung auf. Mit dem Fortschreiten des Messfeldes von Osten
nach Westen werden die Geophonlinien schrittweise versetzt.
Stephan Schwarz, SWM Geschäftsführer Versorgung und Technik: „Die SWM
sind einer der Schrittmacher der Energiewende. Wir gestalten diese ganzheitlich
und gehen einen Schritt weiter als viele andere: wir setzen diese neben dem
Stromsektor auch im Wärmebereich um, denn in diesem Sektor wird die meiste
Energie verbraucht. So macht der Wärmemarkt rund 40 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs in Deutschland aus. Im Privathaushalt werden sogar rund 90
Prozent der eingesetzten Energie für Heizung und Warmwasserbereitung verwendet. Die jetzt beginnenden Seismikmessungen sind nach dem kürzlich erfolgten Bohrstart für die Geothermieanlage Freiham der zweite Schritt bei der
Realisierung unserer Fernwärme-Vision. Mit der 3D-Seismik werden wir ein detailliertes Bild des Untergrunds erhalten und können so die Standorte für die
nächsten Geothermieanlagen herausarbeiten. Sollte es durch die Messungen
etwa für die Anwohner oder Autofahrer zu Lärmbelästigungen durch die Vibrofahrzeuge oder Unannehmlichkeiten durch die Geophonauslage kommen, bitten
wir dafür um Verständnis. Nach der Devise ‚schnell hin und schnell wieder weg‘
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sind die SWM bemüht, Beeinträchtigungen für die Anwohner und den Straßenverkehr möglichst gering zu halten. Darüber hinaus versuchen wir, die Öffentlichkeit bestmöglich über die Messkampagne zu informieren, etwa durch die heutige Pressekonferenz oder Anzeigen in den Stadtteilmedien. Den genauen Streckenverlauf der Messrouten veröffentlichen die SWM während der Messkampagne im Internet.“ (www.swm.de/seismik)
Wissenschaftliches Forschungsprojekt GRAME
Die 3D-Seismik ist Teil des Verbundforschungsprojektes GRAME, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wird. Partner der
SWM sind das Leibnitz-Institut für Angewandte Geophysik LIAG, das Planungsbüro Erdwerk GmbH, der Lehrstuhl für Energiesysteme der Technischen Universität München und die GGL Geophysik und Geotechnik Leipzig GmbH. Das Projekt untersucht sowohl generell Grundlagen der optimierten und nachhaltigen
Erschließung tiefengeothermischer Anlagen im bayerischen Molassebecken, als
auch gezielt die bisher identifizierten möglichen Geothermiestandorte in München. Als Ergebnis wird ein technisches, ökologisches und wirtschaftliches Gesamtkonzept erstellt, um die Erdwärme erschließen und in das bestehende Erzeugungs-und Verteilsystem der SWM einbinden zu können. Das Projekt findet
deutschland- und auch weltweit Beachtung, da die Wärmeversorgung von Großstädten mit Geothermie zunehmend an Bedeutung gewinnt.
Funktionsweise der Geothermie
Die Nutzung der Geothermie erfolgt in einem geschlossenen Kreislauf, der aus
zwei Bohrungen besteht, dem sogenannten Dublettensystem. Über die Förderbohrung wird das heiße Tiefenwasser an die Oberfläche befördert. Dort wird in
einem Wärmeübertrager die Wärmeenergie des Thermalwassers zur weiteren
Nutzung auf das Fernwärmewasser übertragen. Das abgekühlte Wasser wird in
der Injektionsbohrung vollständig und chemisch unverändert wieder zurückgeführt – der Thermalwasserkreislauf ist geschlossen. Dem Untergrund wird also
kein Wasser entnommen, nur die Wärme des Thermalwassers wird genutzt. Dabei kann die Wärme des Thermalwassers umso besser genutzt werden, umso
weiter es abgekühlt wird.
SWM Fernwärme-Vision
Die SWM gewinnen die Fernwärme heute vorwiegend im umweltschonenden
Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozess (KWK). KWK ist, neben den erneuerbaren
Energien, der umweltverträglichste technische Prozess in der Energieerzeugung:
In den hochmodernen KWK-Anlagen der SWM wird die bei der Stromerzeugung
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anfallende Abwärme nicht wie bei herkömmlichen Kraftwerken ungenutzt in die
Atmosphäre abgeleitet, sondern in das Fernwärmenetz eingespeist. Mit der Nutzung der Abwärme aus der Stromerzeugung als Fernwärme stehen dem
Münchner Wärmemarkt rund vier Milliarden Kilowattstunden umweltschonend
erzeugte Heizenergie zur Verfügung. Um diese Menge durch ölbetriebene
Hausheizungen zu erzeugen, wären circa 450 Millionen Liter Heizöl nötig. Die
hohe Energieausnutzung bei der KWK spart ca. 1 Million Tonnen CO2 ein. Das
entspricht in etwa dem jährlichen Ausstoß des gesamten PKW-Verkehrs in München.
Mit ihrer Fernwärme-Vision 2040 werden die SWM die ohnehin schon sehr gute
Klima- und Ressourcenbilanz der Fernwärme noch einmal erheblich verbessern.
Aufgrund der besonderen Lage Münchens und der Region wird die Geothermie
den wesentlichen Beitrag leisten: In München und dem Umland sind die geologischen Voraussetzungen so gut wie in nahezu keiner anderen Region Deutschlands. Geothermische Energiequelle ist heißes Thermalwasser aus gut durchlässigen Kalksteinschichten im regional weit verbreiteten Malm. München sitzt
auf einem riesigen Vorrat dieser umweltfreundlichen Energieart: Unter der Erdoberfläche befindet sich in einer Tiefe von 2.000 (nördliche Stadtgrenze) bis über
3.000 Metern (südliche Stadtgrenze) ein Heißwasservorkommen mit Temperaturen von 80 bis zu über 100 Grad Celsius. Die Wärme aus diesem Thermalwasser lässt sich optimal zum Heizen nutzen. Hierzu wird das heiße Wasser an die
Oberfläche gepumpt und über Wärmetauscher geleitet, wobei ihm die Energie
entzogen wird. Das abgekühlte Wasser wird dann wieder in die Tiefe zurückgeführt. Somit ist Erdwärme ein Kreislauf ohne Eingriff ins Ökosystem.
Zur Realisierung ihrer Vision haben sich die SWM die notwendigen Bergrechte
(Aufsuchungserlaubnisse) im Wesentlichen für ganz München gesichert.
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Geothermieprojekt Freiham gestartet
Weitere Geothermieanlage am Standort HKW Süd geplant
Das erste Projekt im Rahmen ihrer FernwärmeVision haben die SWM bereits gestartet. In Freiham gräbt sich das Bohrgerät seit Ende September mit bis zu 20 Metern pro Stunde ins Erdreich.
Die erwartete Temperatur beträgt über 80 Grad in
einer Tiefe von über 2.300 Metern. Schon 2016
soll dort geothermische Fernwärme ins SWM
Fernwärmenetz eingespeist werden.
Die Planungen für die nächste Geothermieanlage der SWM laufen bereits. Diese
soll in der Schäftlarnstraße auf dem Gelände des Heizkraftwerks Süd entstehen.
Es sind vier Bohrungen vorgesehen (Doppeldublette). Die erwartete Thermalwassertemperatur liegt bei über 95 Grad Celsius. Die Anlage liegt im Schnittpunkt dreier Netze: Bis zu 30 Megawatt können in die Netze Innenstadt, Sendling und Perlach eingespeist werden. Der Bohrbeginn ist für Anfang 2018 geplant, die Inbetriebnahme vor der Heizperiode 2019/20.
Bis 2025 wollen die SWM bis zu fünf Geothermieanlagen bauen. Dazu suchen
die SWM nach weiteren Standorten und führen hierzu die 3D-Seismik-Messung
durch. Nach Abschluss ihrer Auswertung werden die SWM die nächsten Standorte schrittweise bekanntgeben. Nach derzeitigem Kenntnisstand wird der Raum
Perlach erschlossen – vorausgesetzt, die Erwartungen der SWM an die Anlagen
in Freiham und in der Schäftlarnstraße bestätigen sich.
SWM Vorreiter bei der Tiefengeothermie
Die SWM sind eines der führenden deutschen Unternehmen für Fernwärme und
Tiefengeothermie und verfügen über jahrelange Erfahrungen.
Ihre erste Geothermieanlage ging 2004 in Riem in Betrieb: Sie ist bis heute ein vielbesichtigtes Vorbildprojekt.
Hier nutzen die SWM die Geothermie zur Wärmeversorgung der Messestadt Riem. Mit dem über 90 Grad Celsius heißen Wasser aus 3.000 Metern Tiefe wird der
Wärmebedarf der Messestadt und der Messe München
gedeckt (Ausnahme Spitzenlast).
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In Sauerlach gehen die SWM aufgrund der geologischen
Situation noch einen Schritt weiter. Denn dort ist die
Temperatur des Thermalwassers wesentlich höher als in
München – mehr als 140 Grad Celsius in ca. 4.200 Metern Tiefe. Dadurch wird es möglich, zusätzlich zur Heizwärme auch elektrischen Strom zu erzeugen. Das geothermische Heizkraftwerk Sauerlach gewinnt Strom für 16.000 Haushalte und
stellt gleichzeitig Wärme für Sauerlacher Haushalte bereit. Die Anlage ging Anfang 2013 offiziell in Betrieb.
Hinweis: Die Bilder und Graphiken können unter: www.swm.de/presse heruntergeladen werden.

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