SWM Geothermie Heizkraftwerk Sauerlach_2007
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Energiegewinnung der Zukunft: Geothermie-Heizkraftwerk Sauerlach SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 1 01.06.2007 11:48:59 Uhr „Wer die Zukunft gestalten will, muss die Gegenwart verändern.“ 2 SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 2 01.06.2007 11:49:04 Uhr i at Seite 4 Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit: Strom und Wärme aus Geothermie SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 3 Seite 6 Natürliche Energiequellen: Sinnvoll genutzt am Standort Sauerlach Seite 8 Das Geothermie-Projekt der SWM: Eine Investition in die Zukunft Seite 10 Umwelt und Technik: Die Fakten Seite 11 Stadtwerke München: Besser leben mit M 01.06.2007 11:49:09 Uhr s Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit St om und u d Wärme ä e aus Geot Geothermie e e Mit der Nutzung von Geothermie erweitern die Stadtwerke München ihr ökologisch ausgerichtetes Konzept der Energieversorgung. SWM mit neuer Energie Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit sind fundamen- stoffen (Kohle, Erdgas), Kernkraft und regenerativen Ener- tale Grundsätze der Unternehmenspolitik der Stadtwer- giequellen – Biomasse, Solarenergie sowie Wind- und ke München. Den Münchner Bürgern wird eine sichere Wasserkraft. Die Fernwärme wird zu über 90 Prozent in Versorgung mit Strom und Wärme geboten. Gleichzeitig Heizkraftwerken erzeugt, die den Brennstoff besonders gut können sie sich darauf verlassen, dass die Erzeugung von ausnutzen. Im Interesse der Münchner Bürger arbeiten die Strom und Wärme umweltschonend erfolgt. Dabei geben SWM ständig daran, die Energie- und Wärmeerzeugung sich die SWM nicht mit den Mindeststandards zufrieden, unter den Aspekten Versorgungssicherheit, Wirtschaftlich- sondern setzen auf Innovation. keit und Umweltverträglichkeit zu optimieren. Die ausgewogene Eigenerzeugung von Strom und Wärme Nach der erfolgreichen Einbindung einer neuen Energie- beruht auf einem „intelligenten Mix“ aus fossilen Brenn- quelle, der Geothermie, in das Fernwärmenetz Riem gehen die SWM mit dem ersten Geothermie-Heizkraftwerk in Sauerlach einen weiteren Schritt in diese Richtung. Hier wird Strom aus der lokalen Münchner Stadtgebiet Heizkraftwerke Dampfnetz Heizwerke Heißwassernetze Fernwärmeanlage Blockheizkraftwerk Geothermie-Anlage Geothermie Wasserkraftwerke Windkraftanlage und gleichzeitig eine um- Photovoltaik-Anlagen Regenerative Fremdeinspeisung z. B. Tivolimühle, Bäckermühle, Kraem. Kunstmühle regenerativen Ressource weltfreundliche Wärme- Wasserkraftwerke Uppenborn 1 und 2 Moosburg PV Grundschule Süd Moosburg HW Schwabing HKW Freimann quelle für Sauerlach bereitgestellt. Windkraftanlage Fröttmaning HW Theresienstraße PV Betriebshof Moosburg HW Kathi-Kobus-Str. PV Referenzanlage Moosburg FWA Meiserstraße (Regenerative Fremdeinspeisung) Geothermie – Wärme aus dem Inneren der PV Stadtwerks Zentrale Gasentspannungsturbine Stadtwerks Zentrale Freimann Unterföhring PV Stadtwerks Zentrale PV Pasinger Fabrik* Erde HKW Nord mit Müllverbrennungsanlage HW Gaisbergstraße PV Fassade Pasinger Fabrik PV GEWOFAG-Parkhaus Blockheizkraftwerk Westbad PV Messe-Parkhaus Nord HW Freiham gewonnen PV Solartankstelle Arcistraße PV HW Riem PV DrosteHüslhoff-Schule HW Riem mit Geothermie Im Inneren des Erdballs steckt viel Energie – Vul- PV Servicezentrum Badesee HKW Süd Großhadern PV Messe München* FWA Sendling HW Koppstraße Perla Sendling PV U-Bahnhof Neuperlach Süd ch HW Perlach PV Gewerbezentrum Giesing WKW Forstenrieder Park PV Haagerstraße WKW Isarwerk 2 Biogasanlage Hellabrunn WKW Maxwerk WKW Isarwerk 3 * mit SWM-Beteiligung Heiße Quellen werden seit Jahrtausenden zum Baden Sauerlach Vagen benutzt, beispielsweise auf Lipari bei Sizilien oder FWA Müllerstraße WKW Stadtbachstufe Quellen zeugen davon. Geothermie – HKW Sauerlach PV Tram-Werkstätte Stündlerstraße WKW Isarwerk 1 kane, Geysire und heiße Wasserkraftwerke Leitzachwerk 1, 2 u. 3 in einigen Thermal-Kurorten Deutschlands. Rich- 4 SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 4 01.06.2007 11:49:09 Uhr Wieso ist es in der Erde warm? In der festen Erdkruste entsteht Wärme durch den Zerfall von natürlichen radioaktiven Isotopen. Die Temperatur im flüssigen Inneren der Erde beträgt nach heutigen Schätzungen zwischen 3.000 und 10.000 Grad Celsius. Etwa 40 Prozent des Wärmestroms, der an der Erdoberfläche ankommt, stammt aus dem Erdinneren, die restlichen 60 Prozent kommen aus der Erdkruste. Der Wärmestrom heizt zunächst das Gestein in der Tiefe auf, natürlich aber auch Wasser, das in solche tiefliegenden Schichten eindringt. Dieses heiße Wasser wird als Thermalwasser bezeichnet, diese Form der Geothermie als „hydrothermale Geothermie“. Erdkern ca. 3.400 km, 6.000 °C Erdmantel ca. 2.900 km Erdkruste ca. 40 km SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 5 01.06.2007 11:49:12 Uhr s Natürliche Energiequellen Sinnvoll voll genutzt am Standort Sauerlach Die Region Südbayern bietet geologisch optimale Voraussetzungen, um aus der Erde Wärme zu gewinnen. Geologische Bedingungen München und Sauerlach liegen im sogenannten „Molasse- Tiefe 130 Grad Celsius erwartet. Damit dieses heiße Was- becken“. Hier sind die Voraussetzungen für hydrothermale ser genutzt werden kann, muss es an die Oberfläche geholt Geothermie sehr gut: Tief unter der Erdoberfläche befin- werden. Dabei bietet der verkarstete Malm-Kalkstein noch det sich ein riesiger Vorrat an heißem Wasser, der relativ einen weiteren, für die Wärmegewinnung wesentlichen Vorteil: Durch die Hohlräume Nord-Süd-Schnitt durch das Voralpenland fließt das Wasser relativ gut, so dass mit einem Bohrloch eine N S werden kann. Isar Mangfall Sauerlach große Wassermenge gefördert Das Prinzip „Nachhaltigkeit“ Bei der Geothermie-Anlage in Sauerlach wird nur der Energieinhalt des heißen Wassers genutzt: Nach Übertragung der 30 °C 65 °C 93 °C 130 °C Wärme auf den Heizkraftwerksprozess wird das abgekühlte, ansonsten aber nicht verän- einfach angezapft werden kann. Dieser Energiespeicher derte Wasser wieder in die gleiche geologische Schicht, bildete sich bei der Faltung der Alpen. Dabei wurden die aus der es kam – den Malm –, zurückgeleitet. Das ist er- Gesteinsschichten unter dem heutigen Voralpenland im forderlich, um den Wasserhaushalt in der Tiefe nicht zu Süden nach unten gedrückt. Darüber lagerten sich frische stören. Der natürliche Zufluss von Wasser in diese Schicht Sedimente ab, so dass heute die Kalksteinschicht des Malm ist nämlich sehr gering. Deshalb müssen zwei Bohrungen nördlich der Donau an der Oberfläche, unter München niedergebracht werden, die sogenannte „Dublette“. Durch schon mehr als 2.000 Meter und unter Sauerlach sogar die erste Bohrung, die „Förderbohrung“, wird das heiße mehr als 3.600 Meter tief liegt. Wasser nach oben gefördert. Die zweite Bohrung, die „Re- Der Malm-Kalkstein ist fast überall verkarstet und zudem von Spalten und Rissen durchzogen. Diese „Karsthohlräume“ sind mit heißem Wasser gefüllt. Die Temperatur des Wassers entspricht der Tiefenlage des Malm: Bei Straubing beträgt sie 35 Grad Celsius, in Riem in 3.000 Meter Tiefe Wünschen Sie mehr Information? Zu den Themen Geothermie, Umwelt und Nachhaltigkeit finden Sie Details auf unserer Homepage im Internet unter: www.swm.de, Stichwort: M-Natur. 102 Grad Celsius und in Sauerlach werden in 4.000 m 6 SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 6 01.06.2007 11:49:18 Uhr Geologisches Profil mit Lage der Dubletten Bohrungen Sauerlach Thermal 1, Thermal 2, Thermal 3, Thermal 4 projiziert N S Quartär + 500 Obere Süßwassermolasse 0 Ottnang bis Eggenburg - 500 Oberes Eger (Aquitan) - 1000 - 1500 Störung Unteres Eger (Chatt) - 2000 Störung - 2500 Störung Rupel und Sannois Obereozän - 3000 Unterkreide Störung Störung - 3500 Thermal 4 Thermal 3 Thermal 2 SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 7 Thermal 1 Jura, Malm inkl. Purbeck (U. Kreide) 01.06.2007 11:49:21 Uhr e Das Geothermie-Projekt der SWM Eine Investition vestition in die Zukunft Modernste Technik über und unter der Erdoberfläche gewährleistet die effiziente Nutzung einer natürlichen Ressource. Bohrplatzkarte mit Landepunkten Die spezielle Bohrtechnik Die Bohrungen für das Geothermie-Heizkraftwerk Sauerlach starten in unmittelbarer Nachbarschaft zum bestehenden Heizkraftwerk in einem Abstand von jeweils 10 Metern. Sie werden bis in circa 4.000 Meter Tiefe vorangetrieben. Alle Bohrungen werden abgelenkt, so dass sie im Malm jeweils etwa zwei Kilometer voneinander entfernt sind. Sauerlach Bohrplatz Die dafür eingesetzte Bohrtechnik stammt aus der Erdölund Erdgas-Exploration. Durch die abgelenkten Bohrungen können sämtliche Betriebsanlagen auf engstem Raum zusammengefasst werden. Die Bohrungen haben an der Oberfläche ein. Diesen Höhenunterschied überwinden die Oberfläche einen Durchmesser von circa 66 Zentimetern Bohrlochpumpen, die etwa 600 Meter tief in den Förder- und werden in der Tiefe stufenweise enger – am Ziel, im bohrungen hängen. Von diesen Pumpen wird höchste Zu- Malmkarst, haben sie noch 22 Zentimeter Durchmesser. Alle verlässigkeit verlangt – auch hier kommt modernste Technik Bohrungen werden mit Stahlrohren ausgekleidet, durch die aus der Erdölindustrie zum Einsatz. das Thermalwasser fließt. Der Wasserspiegel in der Förderbohrung stellt sich im Betrieb auf etwa 300 Meter unter der Optimierte Wärme- und Stromerzeugung Im Gegensatz zur Geothermie-An- Erdwärme für Sauerlach lage Riem ermöglicht die höhere Kondensationseinrichtung Temperatur des Thermalwassers in Sauerlach zusätzlich zur Lieferung von Heizwärme auch die Erzeugung von elektrischem Strom. Nahwärmenetz Zur Stromerzeugung kommt ein hoch innovatives Verfahren zum Einsatz, bei dem durch die Verwendung eines Gemisches aus Ammoniak und Wasser in einem hermetisch geschlossenen Kreislauf maximale werden. Wirkungsgrade Das erreicht Ammoniak-Wasser- Gemisch wird zunächst durch die 8 SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 8 01.06.2007 11:49:27 Uhr Wie bohrt man 4.000 Meter tief in die Erde? Der Bohrer besteht aus einem Gestänge von miteinander verschraubten Rohren, die an der Spitze den mit Diamanten besetzten Bohrkopf tragen. Das Gestänge wird mit 70 bis 130 Umdrehungen/Minute gedreht; dadurch zerkleinert der Bohrkopf das Gestein und dringt tiefer vor – bis zu 250 Meter/Tag. Bei Bedarf wird das Gestänge verlängert, indem ein weiteres Rohrstück angeschraubt wird. Es kann so bis zu 9.000 Meter lang werden. Für die Arbeiten mit dem Gestänge ist der Bohrturm, das weithin sichtbare Wahrzeichen jeder Tiefbohrung, erforderlich. Das zerkleinerte Gestein wird durch eine umweltfreundliche Spülflüssigkeit, die aus Wasser und darin gelöstem Karbonat besteht, aus dem Bohrloch gespült. Die Spülflüssigkeit wird durch das hohle Gestänge nach unten gepumpt und steigt außen wieder nach oben. Sie kühlt den Bohrkopf und stabilisiert die Wände des Bohrlochs. Die Bohrung wird durch einen speziellen Bohrkopf mit eingebautem Motor abgelenkt, der durch die Spülflüssigkeit angetrieben wird. Um den plötzlichen Ausbruch von Wasser oder Gas zu verhindern, sitzt am Bohrlochkopf der Preventer; er schließt bei Druckanstieg das Bohrloch fest ab. SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 9 01.06.2007 11:49:32 Uhr d Umwelt und Technik Die Fakten Für die Bohrungen wird die spezielle Bohrtechnik aus der Erdöl- und Erdgasexploration eingesetzt. Rationell, sparsam, schonend Geothermie-Heizkraftwerk Sauerlach Die SWM verfolgen mit dem Geothermie-Projekt ihr Unternehmensziel, die regenerative Stromerzeugung aus- Technische Daten zubauen. Dabei wird der umweltschonende Einsatz von Elektrische Erzeugungsleistung 8 MW Jährliche Stromerzeugung 64.000 MWh Jährliche CO2-Einsparung 35.000 t Tiefe der Bohrungen ca. 4.000 m Erwartete Thermalwassertemperatur ca. 130 °C regionalen erneuerbaren Energiequellen gefördert: eine nachhaltige Innovation im Umwelt- und Energiebereich. Zwar sind hohe Investitionen erforderlich, doch sind die Prognostizierte Thermalwassermenge Betriebskosten relativ gering und unabhängig von den schwankenden Preisen fossiler Brennstoffe. Damit ist die Geothermie eine sinnvolle Ergänzung zu den wichtigsten fossilen Brennstoffen, die die SWM einsetzen: Steinkohle und Erdgas. Zudem wird der Ausstoß von NOx ca. 240 l/s (Stickoxiden), SO2 (Schwefeldioxid) und CO2 (Kohlendioxid) in die Atmosphäre deutlich reduziert: Das Geothermie- Jährlicher Strombedarf der Bohrlochpumpen ca. 13.000 MWh Mögliche Wärmelieferung an Sauerlach bis zu 7 MW bzw. 5.500 MWh jährlich Heizkraftwerk wird im Vergleich zu einer Wärmeversorgung mit Heizöl und zur Stromerzeugung im deutschen Kraftwerkspark pro Jahr 35.000 Tonnen CO2-Emission einsparen. 10 SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 10 01.06.2007 11:49:39 Uhr b Stadtwerke München esse ebe t „M“ wie München. Einer der attraktivsten Wirtschaftsstandorte in Europa bietet seinen Bürgern eine geradezu sprichwörtliche Lebensqualität – gewährleistet auch durch die Leistungen der Stadtwerke München. Als größtes kommunales Infrastruktur-Unternehmen Deutschlands tragen die Stadtwerke München im Zeichen des großen „M“ zu dieser Lebensqualität aktiv bei. Beispielsweise mit günstigem M-Strom, sicherem M-Erdgas oder zuverlässiger M-Wärme. Oder mit der MVG, einem der besten Nahverkehrsnetze der Welt sowie M-net, dem lokalen Telekommunikations-Anbieter und Netzbetreiber für die Isar-Metropole. Außerdem versorgen die SWM die Münchner Haushalte mit naturreinem M-Wasser aus dem bayerischen Alpenvorland – ein Plus, von dem auch die 18 modernen Hallen- und Freibäder der Stadt, die M-Bäder, profitieren. Services wie M//Card, die Kundenkarte der SWM, machen das Leben in München leichter – und günstiger, denn in vielen Geschäften können damit Rabatte und Bonuspunkte gesammelt werden. Auch Münchner Geschäftskunden profitieren von den zahlreichen M-Produkten. Sie erhalten wettbewerbsfähige und zeitgemäße Infrastruktur- und Service-Leistungen, die weit über die Versorgung mit Strom, Wärme und Wasser hinausgehen. So leisten wir neben der Lebensqualität auch unseren Beitrag zur Standortsicherheit. SWM – Besser leben mit M. 11 SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 11 01.06.2007 11:49:42 Uhr Mehr Information über uns: Möchten Sie mehr erfahren? Rufen Sie an. Sie erreichen uns unter Tel. 0 89 /23 61- 20 20. Oder senden Sie eine E-Mail: [email protected]. Impressum Herausgeber: Stadtwerke München GmbH Emmy-Noether-Straße 2 80287 München Infoline: 0 89/23 61-20 20 E-Mail: [email protected] Internet: www.swm.de Konzeption, Redaktion und Gestaltung: ABW Agentur für Kommunikation GmbH, München 2007 Fotos: Stadtwerke München, Zefa Gedruckt auf 100 % Recyclingpapier SWM_Geotherm_Sauerlach.indd 12 01.06.2007 11:49:48 Uhr
