Projekt 06957/01

Bewertung der technisch-wirtschaftlichen Machbarkeit der Nachnutzung von Tiefbohrungen als Energiequelle im Verfahren Tiefe-Erdwärme-Sonde

Projektträger

Geothermie Neubrandenburg GmbH
Lindenstr. 39 (TIG)
17033 Neubrandenburg
Telefon: 0395/3677412

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im gesamten Bundesgebiet stehen eine große Zahl nicht mehr genutzter oder in kurzer Zeit nicht mehr zu nutzender Tiefbohrungen aus der Erdöl- und Erdgasexploration (Förder- und Beobachtungsbohrungen) zur Verfügung. Für die bergtechnische Verwahrung der Bohrungen sind enorme finanzielle Aufwendungen erforderlich. Damit werden große materielle Werte, heute im direkten Sinne eine bergbauliche Altlast, einer möglicherweise sinnvollen bergbaulichen Folgenutzung entzogen.
Eine sinnvolle Möglichkeit der Nachnutzung von Altbohrungen stellt das Verfahren der Tiefen Erdwärmesonde dar. Zielsetzung des Vorhabens war eine gutachterliche Untersuchung zur Bewertung der technisch-wirtschaftlichen Machbarkeit der Nachnutzung von Tiefbohrungen als Energiequelle im Verfahren Tiefe Erdwärme-Sonde.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden· Darstellung bekannter Grundlagen des Verfahrens: Recherche; Stand der Verfahrensentwicklung und Nutzung; Darstellung bekannter Probleme
· Erarbeiten weiterer Grundlagen:
- Geowissenschaften
- Geotechnologie
- Verfahrenstechnik
- Rechtliche Grundlagen
- Betriebswirtschaft
· Fallbeispiele anhand konkreter Standorte
- Systemdarstellung
- Komplexbewertung
· Einsatzpotential in der BR Deutschland
- Beispielhafte Aussagen für die Bundesländer Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern und Bayern zum Altbohrungsbestand
· Wertung
- Abschließende Wertung der Tiefen Erdwärmesonde unter technisch-wirtschaftlichen Aspekten und hinsichtlich des Einsatzpotentials; energetisch-ökologische Effizienz im Vergleich zu anderen Verfahren.


Ergebnisse und Diskussion

Die Untersuchungen im Rahmen dieser Studie erbrachten nachfolgende wesentliche Ergebnisse:
· In der Bundesrepublik Deutschland besteht aufgrund des langfristig rückläufigen Bergbaus, insbesondere der Förderung von Erdöl und Erdgas, ein großes Potential von aufgelassenen Tiefbohrungen. Diese sind in den nächsten Jahren schrittweise im Rahmen der Rückbauplanungen des Bergbaues zu verfüllen. Diese Altbohrungen stellen ein erhebliches Potential für geothermische Nutzung nach der Technologie der Tiefen Erdwärmesonde (TES) dar.
· Das TES-Verfahren sollte vorrangig als volks- und betriebswirtschaftlich sowie energiepolitisch und ökologisch sinnvolles Verfahren zur Nachnutzung dieser bergbaulichen Altlasten verstanden werden. Der Neubau von Tiefbohrungen im Rahmen von TES-Anlagen kann nicht empfohlen werden, da sowohl der finanzielle, als auch der energetische Aufwand nicht zu vertreten sind angesichts des großen Potentials bestehender aufgelassener Altbohrungen.
· Die technische Machbarkeit des TES-Verfahrens ist in Einzelanlagen im Ausland demonstriert. In Deutschland arbeitet seit 1994 eine Anlage in Prenzlau. In naher Zukunft ist durch breitere Demonstration zu erwarten, daß mittels der dabei gewinnbaren Daten und Erfahrungen wichtige Ansätze zur Optimierung der Technologie geschaffen werden können.
· Das Verfahren der TES ist eine Wärmepumpentechnologie für die Wärmeversorgung, bei welcher als Quelle die natürliche Wärme der Erde über Tiefbohrungen genutzt wird. Der Wärmeentzug aus dem anstehenden Gebirge erfolgt dabei in einem geschlossenen Kreislauf, wodurch negative Beeinträchtigungen der Umwelt ausgeschlossen sind.
· Das thermische Potential einer Tiefbohrung ist teufenabhängig und liegt im Bereich von etwa 50 bis 500 Kilowatt. Daher lassen sich Anlagen von 100 bis 1.000 Kilowatt Heizleistung realisieren.
· Gegenüber herkömmlichen Wärmepumpenanlagen (mit Luft, Erdreich oder Grundwasser als Quelle) bietet das TES-Verfahren den Vorteil einer höheren Quelltemperatur, wodurch die Effizienz der Wärmepumpe höher ist. Anderseits macht die wirtschaftlich erforderliche Grundlastfahrweise und die angebotene thermische Leistung entsprechend größeren Wärmebedarf notwendig; die TES-Technologie wird daher vorzugsweise in Nahwärmesystemen oder in der Wärmeversorgung großer Einzelabnehmer (Gewerbe, große Bürobauten) einzusetzen sein.
· Die Kosten für die aus einer regenerativen natürlichen Quelle emissionsfrei erzeugte Wärme gestalten sich unter Berücksichtigung des Zinseffektes aus zeitlich verschobenen Verfüllungsaufwendungen bzw. einer angemessenen energiepolitischen Förderung relativ günstig. Sie werden vor allem durch die Faktoren Teufe (Temperatur), Nähe des Wärmeverbrauchers, Anzahl der einzusetzenden Tiefbohrungen am Standort, Auslastung der installierten Leistung und Kosten für die in der Wärmepumpe einzusetzende Antriebsenergie bestimmt.
· Der Vergleich des TES-Verfahrens mit Kesselwärme und Wärme aus Kraft-Wärme-Kopplung läßt zu dem Schluß kommen, daß TES ein günstiges Verfahren der Emissionsminderung ist, wenngleich die Ergebnisse einer KWK-Anlage aufgrund der dort anzusetzenden Emissionsgutschriften für den dezentral erzeugten Strom nicht erreicht werden. Wärme aus TES ist insbesondere im Leistungsbereich von 500 bis 1.500 Kilowatt kostengünstiger als Kesselwärme sowie kostengünstiger als Wärme aus KWK bei Einspeisung des erzeugten Stroms in das öffentliche Netz (Stromgutschriften 8...10 Pfennig je Kilowattstunde). Im Vergleich zur KWK für die Energieeigenversorgung kann TES hinsichtlich der Wärmekosten nicht konkurrieren. Diese Ergebnisse gestatten eine gewisse Abgrenzung des Marktes für den Einsatz der TES-Technologie.
· Die durchgeführten Recherchen im kommunalen Bereich und bei Bergbauunternehmen zur Darstellung einiger Fallbeispiele erbrachten, daß sowohl im kommunalen Bereich aus der Sicht energiepolitisch progressiven Denkens, als auch bei Bergbauunternehmen ein großes Interesse zur Erprobung und Nutzung des TES-Technologie vorausgesetzt werden kann.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse dieser grundsätzlichen Untersuchungen liegen in einer Kurzform zur breiten öffentlichen Bekanntmachung, insbesondere von Behörden und Unternehmen, vor.


Fazit

Die Tiefe-Erdwärmesonden-Technologie sollte in den nächsten Jahren in weiteren Demonstrationsvorhaben umgesetzt werden. Ziel der Demonstration sollte vor allem der Erhalt einer breiteren Datenbasis aus dem praktischen Betrieb für die weitere Optimierung des Systems sein. Aus diesen Ergebnissen müßten sich mittelfristig Aussagen zum machbaren Kostensenkungspotential ableiten lassen.

Übersicht

Fördersumme

19.098,29 €

Förderzeitraum

23.12.1994 - 23.07.1997

Bundesland

Mecklenburg-Vorpommern

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik