GEOTHERMIEZENTRUM ASPERN

GEOTHERMIEZENTRUM
ASPERN
Die Geothermie als
nachhaltiger Baustein in der
Wiener Wärmeversorgung
19.04.2012
Agenda
Geothermie in Österreich
• Anlagen
• Potenzial
• Politische Ziele
Geothermie in Wien
• Ausgangssituation
• Eigentümer
• Projektdaten und Zeitplan
• Beschreibung Untertage & Obertage
• Begleituntersuchungen
• Öffentlichkeitsarbeit
• Resümee
Was ist Geothermie ?
• Als GEOTHERMIE wird die in Form von
Wärme gespeicherte Energie unterhalb
der Erdoberfläche verstanden
• Diese Energie stammt einerseits von
der Wärme des Erdkerns und
andererseits – in oberflächennahen
Schichten – von der Einstrahlung der
Sonne
[Geothermische Vereinigung e.V.]
• In Mitteleuropa steigt die Temperatur
um durchschnittlich ca. 30 K pro
Kilometer Tiefe an (= geothermischer
Temperaturgradient)
Arten der Anwendung zur Strom/Wärmegewinnung
Tiefe Erdwärmesonde
Wärmeträgermedium zirkuliert in einem
geschlossenen Kreislauf innerhalb einer
Bohrung.
Beispiel: „OMVTHERMAL“ – Nutzung des
geothermischen Potenzials an bestehenden
Bohrungen der OMV
Hydrothermale Geothermie
Vorhandene Thermalwässer zirkulieren
zwischen zwei Bohrungen über natürliche
Grundwasserleiter.
Erprobte und ausgereifte Technologie!
Beispiel: Geothermie Aspern
Petrothermale Geothermie - EGS
Eingebrachter Wärmeträger zirkuliert zwischen
zwei Bohrungen über künstlich erzeugte
Risse/Klüfte im „trockenen“ Gestein.
Beispiel: Geothermie Basel
[Geothermal Explorers international Ltd.]
Geothermie in Österreich
Balneologische Nutzung
Die balneologische Anwendung hat in Österreich eine lange Tradition.
[Therme Bad Blumau]
[Enel Bagnore-3, Italien]
Erst nach und aufgrund des ersten Ölschocks von 1973 begann die Erschließung und
energetische Nutzung tiefer Geothermie.
Energetische Nutzung
• OÖ und NÖ Molassebecken, Wiener Becken & steirisches Becken
• Oberösterreich:
6 Anlagen mit Leistung 43,1 MW
• Steiermark:
3 Anlagen mit Leistung 17,9 MW
• 3 Anlagen mit Stromerzeugung: Altheim, Blumau, Braunau
Geothermiebohrungen in Österreich seit 1977
[Goldbrunner]
Energetische Nutzung in Österreich: IST-Stand
Anlagen Oberösterreich
Altheim
Geinberg
Obernberg
Simbach/
Braunau
St. Martin
Haag
Nutzung
F, E
F, I, B, G
F
F, E
F
F
Installierte Leistung [MW]
18,8
7,8
1,7
9,3
3,3
2,2
Volumenstrom [l/s]
80
25
20
74
20
20
Temperatur [°C]
105
105
80
80
90
86
Inbetriebnahme
1990,
Dublette 1999
1981,
Dublette 1998
1996/97
2001
2000
1995
14,5
6
17
35
25
12
Anlagen Steirisches Becken
Bad Blumau
Bad
Waltersdorf
Fürstenfeld
Nutzung
F, E, B, CO2
F, B, G
F
Installierte Leistung [MW]
7,6
2,3
8
Volumenstrom [l/s]
30
17
30
Temperatur [°C]
110
63
85
Inbetriebnahme
2000
1980
2000
1,5
1,5
10
Länge Fernwärmenetz [km]
Länge Fernwärmenetz [km]
Summe installierte Leistung:
Oberösterreich: ∑ 43,1 MW
Steiermark:
∑ 17,9 MW
[Goldbrunner, 2010]
Potenzial in Österreich
Energieagentur Österreich
Geothermische Potenzial Österreich: 2.000 MWth & 7 MWel
unter
derzeit wirtschaftlichen & geologischen Rahmenbedingungen
Forschungsprojekt REGIO Energy (2008)
Geothermische technische Potenzial: ~ 1.273 MWth
geologisches Potenzial & potenzielle Abnehmerdichte vorhanden
Potenzial in Österreich
„Regenerative Energien in Österreich“ , Kaltschmitt & Streicher (2009)
Wiener
Becken
OÖ
Molassebecken
Steirisches
Becken
Vlbg.
Molassebecken
Österreich
gesamt
Wärmeinhalt
Wärmebereitstellung
EJ
6.500
8.100
8.100
1.400
24.100
Strombereitstellung
EJ
1960
4.600
1.750
650
8.960
Wärmebereitstellung
EJ/a
13,0
16,2
16,2
2,8
48,2
Strombereitstellung
EJ/a
3,9
9,2
3,5
1,3
17,9
Wärmebereitstellung
TWh/a
1,3
0,6
1,5
0,4
3,8
Strombereitstellung
TWh/a
18
27
10
4
58,8
Theoretisches Potenzial
Techn. Angebotpotenzial
Wärmeinhalt
In wasserführenden Sedimentstrukturen gesamt gespeicherte Wärme in Österreich → „Heat in Place“
Theoretisches Potenzial
Theoretisch zur Verfügung stehendes Energiepotenzial (bei Nutzungsdauer von 500 Jahren)
Technisches Angebotspotenzial
Förderbares Energiepotenzial (geologische und technische Einschränkungen)
Strom ist leicht einspeisbar / Wärmeversorgung abhängig von Abnehmern bzw. Siedlungsdichte
[Kaltschmitt, 2009]
Politische Ziele
• Brüssler Deklaration 2009 – Geothermie (EGEC):
Bis zum Jahr 2030 - rund 5% der gesamten Stromproduktion und 3,5% der gesamten Wärmeproduktion durch
Geothermie in Europa
• EU Fahrplan für erneuerbare Energien – Ziel bis 2020:
Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am Gesamtenergieverbrauch um 20%
→ Nationale Aktionspläne
• Aktionsplan Österreich – National Renewable Energy Action Plan 2010
(NREAP 2010)
Beitrag der Geothermie zur Erreichung der Ziele bis 2020:
Wärme
& Kälte
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
[ktoe]
19
20
22
23
25
27
29
32
34
37
40
[GWh]
220,9
232,6
255,8
267,4
290,7
314,0
337,2
372,1
395,4
430,3
465,2
Strom
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
[MW]
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
[GWh]
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
[EU & BMWFJ]
Vorhandene Marktstruktur
Wärme aus Geothermie
Abhängig von Siedlungsdichte & Abnehmerstruktur
Wien Abnehmerstruktur & Fernwärmenetz vorhanden
Strom aus Geothermie
Abhängig von Einspeisevergütung & Ökostromförderung
Deutsches Modell gute Ökostromförderung und hohe Einspeisevergütung
Bsp. Bayern: Strom & Wärmeauskopplung - Geothermische Kraftwerke gekoppelt mit
Glashauserrichtung zur regionalen Versorgung
GEOTHERMIEZENTRUM
ASPERN
[Morning Glory Pool,
Yellowstone]
[Reykjanes Power Plant, Iceland]
Ausgangssituation
• OMV Bohrung „Aspern 1“ (1974) - Thermalwasserfund
• Hydrogeologisches Modell
„... das statische System östlich des Leopoldsdorfer Bruchsystems sollte für die
umweltfreundlichste Art der Energiegewinnung, die Geothermie, herangezogen werden.“
(Wessely, 2006)
[Wessely, 2006]
aspern Die Seestadt Wiens
Energiebedarfskalkulation für ca. 2,5 Mio. m2 Fläche,
ca. 18.500 Einwohner und 25.000 Arbeitsplätze [2008]:
• thermische Durchschnittsleistung ca. 30 MW
• elektrische Leistung ca. 10 MW
[Wien 3420 Aspern Development AG]
Eigentümerstruktur Geothermiezentrum Aspern GmbH
Beteiligungen
GmbH
80%
20%
Unternehmenskennzahlen Fernwärme Wien
Unternehmenskennzahlen 2010/11
2010/11
Unternehmenserlöse
466,9 Mio. EUR
Investitionen
103,7 Mio. EUR
Fernwärme (Verkauf)
5.552 GWh
Fernkälte (in Betrieb)
28,1 MW
Transportnetz
Entsorgung und Verwertung
MitarbeiterInnen (durchschnittlich)
1.153,0 km
944.211 t
1.188
Fernwärme Wien
Österreichs größtes Fernwärmeunternehmen
− Über 318.000 Wohnungskunden und 6.200 BusinesskundenObjekte
− Rund 36% Marktanteil in Wien
− Knapp über 25% Anteil am gesamten Fernwärmenetz in
Österreich
− Höchste Versorgungssicherheit durch Einsatz
multipler Energiequellen: Abwärme aus Industrie und
Abfallbehandlung, Biomasse und Spitzenkessel
− International technologisch im Spitzenfeld
Fernwärme Wien
Erzeugungsstruktur und installierte Leistung 2010/11
Wärmeerzeugung 6.052 GWh
100%
1,7%
90%
80%
70%
44,6%
62,1%
Wärme aus HWK fossil
60%
Abwärme aus KWK fossil
50%
Abwärme aus Industrie
Alternative Wärmeerzeugung
40%
30%
41,7%
7,2%
2,6%
20%
10%
26,4%
1,1%
5,3%
7,3%
0%
Erzeugung
Installierte Leistung
Regenerativer Anteil > 18 Prozent
CO2-Einsparung 1,9 Mio. Tonnen pro Jahr
Abwärme aus Müllverwertung
Fernwärme
Fernwärmenetz
19
Fernwärme Wien
Ausblick
− 50 % Marktanteil in Wien in Zukunft (KliP II)
− Geothermieprojekt Aspern (Bohrungen 2012;
geplante Inbetriebnahme 2014)
− Energiewirtschaftliche Optimierung Spittelau (2012-2015)
− Neubau Fernheizwerke Arsenal und Kagran (2012-2014)
− Ausbau Fernkälte Schottenring, Rudolfsstiftung, Signa
− Inbetriebnahme Haupttransportleitung Donau (2012)
− Baubeginn FHL Gudrunstraße und VL Ottakring (2012)
− Wärme und Kälte Hauptbahnhof (2014)
Projektdaten
Ziel:
Wärmegewinnung
Versorgung:
Seestadt Aspern & Fernwärmenetz Wien
Investition:
45 Mio. €
Erwartete Leistung:
40 MW thermisch
800 kW elektrisch
CO2 Einsparung:
130.000 Tonnen pro Jahr
Projektdaten
Geothermische Dublette
• Förderbohrung
• Reinjektionsbohrung
Essling Th 1 (5.000 m TVD)
Essling Th 2 (3.600 m TVD)
Hydrothermale Lagerstätte
•
•
•
•
•
•
Haupt- & Wettersteindolomit
Erwartete Temperatur
Erwartete Schüttung
Lagerstättendruck
Salinität
Begleitgas (geringe Menge)
Mächtigkeit 1.000 – 1.500 m
150 °C (Fündigkeitsversicherung 140°C)
100 l/s
ca. 390 bar (in 3.120 m)
ca. 150 g/l
CH4 (Stromerzeugung), CO2 & N2
Bauwerk Geothermieanlage
Schema Geothermieanlage
Einbindung Geothermie
Projektzeitplan
• Machbarkeitsstudie
Juli 2007
• Businessplan
Oktober 2007
• Gründung der Gesellschaft
November 2007
• Ausschreibung Bohrung
März 2010
• Wasserrechtlicher Bescheid
Jänner 2011
• Vergabe Bohrung
August 2011
• Bergrechtlicher Bescheid
November 2011
• Beginn Bohrung
Dezember 2011
• Ausschreibung Obertageanlage & FL
Ende 2012
• Errichtung der Obertageanlage & FL
2013 - 2014
• Inbetriebnahme & Dauerbetrieb
2014
Begleituntersuchungen
Untertage
Keine induzierte Seismizität durch die Reinjektion des Thermalwassers
• Seismisches Monitoring
→ Messung einer erhöhten Seismizität durch ein seismisches Netzwerk
• Dynamische Reservoirsimulation
→ Reservoirmodell
• Geomechanisches Modell
→ 3D geomechanisches Reservoirmodell
Obertage
Engineering der Obertageanlage
• Elektrochemische Korrosionsuntersuchungen
→ Werkstoffauswahl
• Geochemische Bewertung der Fluide
→ Betriebsdruck
• Inhibitor-Test
→ Inhibitor-Wahl
Lageplan
Öffentlichkeitsarbeit
• Anrainerzeitung:
vis a vis
• Infocenter:
Tag der offenen Türe
• Bohrbeginn:
„Medialer Kick-Off“
• Führungen am Bohrplatz
• hompage
www.geothermiewien.at
• Telefon- & E-Mail-Service
• Laufende Medienberichterstattung über Projektfortschritt
• Eröffnungsfeier & Inbetriebnahme der Anlage
Resümee – Geothermie in Wien
• Einhaltung der EU-Ziele („Fahrplan für erneuerbare Energien“)
• Beitrag zum Klimaschutz
• CO2 - neutral
• Dauerhaft zur Verfügung stehende & nachhaltige Energiequelle
• Grundlastfähige Energieform
• Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern (Erdgas-Importe)
• Regionale Wertschöpfung
• Preisstabile Energieform
• Dezentrale Energieversorgung der Seestadt Aspern
• Nutzung von Wärme & Strom
• Pilotprojekt für Wien (thermische Nutzung)
• Vorzeigeprojekt für andere Städte
Resümee – Gestern und Heute
„Sollten einst auf der mehr und mehr bevölkerten
Erde die Wälder überall stark gelichtet und die
Kohlenlager erschöpft sein, so ist es wohl denkbar,
dass man die Innenwärme der Erde sich mehr und
mehr dienstbar macht, dass man sie durch
besondere
Bohrlöchern
Vorrichtungen
zur
in
Oberfläche
Schächten
leitet
und
oder
zur
Erwärmung der Wohnungen oder selbst zur
Heizung von Maschinen verwendet.“
(Carl Bernhard von Cotta, 1858)
Impressum:
DI Dr. Michael Kotschan MBA
Geothermiezentrum Aspern GmbH
Spittelauer Lände 45
A-1090 Wien
Tel.:
+43 (0)1 31326 – 3181
Email: [email protected]
www.geothermiewien.at
www.fernwaerme-partner.at
www.wirtschaftsagentur.at
VIELEN DANK FÜR IHRE
AUFMERKSAMKEIT !