Geothermie-Anlage für die Messestadt Riem
Werbung
Energiegewinnung der Zukunft: Geothermie-Anlage für die Messestadt Riem „Wer die Zukunft gestalten will, muss die Gegenwart verändern.“ 2 i Inhalt Seite 4 Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit: Geothermie für München Seite 6 Natürliche Energiequellen: Sinnvoll genutzt am Standort Riem 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 g Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit Geothermie für München Mit der Nutzung von Geothermie verfolgen die Stadtwerke München ihr ökologisch ausgerichtetes Konzept der Energieversorgung. SWM mit neuer Energie Versorgungssicherheit und Umweltverträglichkeit sind fun- stoffen (Kohle, Erdgas), Kernkraft und regenerativen damentale Grundsätze der Unternehmenspolitik der Stadt- Energiequellen – Biomasse, Solarenergie sowie Wind- werke München. Den Münchner Bürgern wird eine sichere und Wasserkraft. Die Fernwärme wird zu über 90 Prozent Versorgung mit Strom und Wärme geboten. Gleichzeitig in Heizkraftwerken erzeugt, die den Brennstoff besonders können sie sich darauf verlassen, dass die Erzeugung von gut ausnutzen. Im Interesse der Münchner Bürger arbeiten Strom und Wärme umweltschonend erfolgt. Dabei geben die 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 Einen weiteren Schritt in diese Richtung gingen die beruht auf einem „intelligenten Mix“ aus fossilen Brenn- SWM mit ihrem Projekt in der Messestadt Riem. Die Messestadt wird über ein Nahwärmenetz mit Wärme versorgt, das bis 2004 von einem Heizwerk mit erdgasbe- Münchner Stadtgebiet Heizkraftwerke Dampfnetz Heizwerke feuerten Heizkesseln ge- Heißwassernetze Fernwärmeanlage speist wurde. Ende 2004 Blockheizkraftwerk Geothermie-Anlage wurden diese Erdgas- Wasserkraftwerke Windkraftanlage Photovoltaik-Anlagen Regenerative Fremdeinspeisung z. B. Tivolimühle, Bäckermühle, Kraem. Kunstmühle Heizkessel nur noch als Reserve und für Spitzen- Wasserkraftwerke Uppenborn 1 und 2 Moosburg PV Grundschule Süd Moosburg HW Schwabing HKW Freimann HW Theresienstraße PV Betriebshof Moosburg PV Referenzanlage Moosburg FWA Meiserstraße (Regenerative Fremdeinspeisung) Die sorgung übernimmt eine neue Energiequelle im SWM-Mix: die Geother- PV Stadtwerks Zentrale Gasentspannungsturbine Stadtwerks Zentrale Freimann Unterföhring PV Stadtwerks Zentrale PV Pasinger Fabrik* mie. HKW Nord mit Müllverbrennungsanlage HW Gaisbergstraße PV Fassade Pasinger Fabrik PV GEWOFAG-Parkhaus Blockheizkraftwerk Westbad PV Messe-Parkhaus Nord HW Freiham eingesetzt. Grundlast der Wärmever- Windkraftanlage Fröttmaning HW Kathi-Kobus-Str. bedarf PV Solartankstelle Arcistraße Geothermie – Wärme PV HW Riem PV DrosteHüslhoff-Schule HW Riem mit Geothermie aus dem Inneren der PV Servicezentrum Badesee HKW Süd Großhadern PV Messe München* FWA Sendling HW Koppstraße Perla Sendling HW Perlach PV Gewerbezentrum Giesing WKW Forstenrieder Park PV Haagerstraße Geothermie – HKW Sauerlach WKW Isarwerk 2 Biogasanlage Hellabrunn WKW Maxwerk WKW Isarwerk 3 * mit SWM-Beteiligung 4 Vagen kane, Geysire und heiße Quellen zeugen davon. FWA Müllerstraße WKW Stadtbachstufe Im Inneren des Erdballs steckt viel Energie – Vul- Sauerlach PV Tram-Werkstätte Stündlerstraße WKW Isarwerk 1 Erde PV U-Bahnhof Neuperlach Süd ch Wasserkraftwerke Leitzachwerk 1, 2 u. 3 Heiße Quellen werden seit Jahrtausenden zum Baden benutzt, beispielsweise auf Lipari bei Sizilien oder in einigen Thermal-Kurorten Deutschlands. Richtige Erdwärme-Heizungen gibt es seit 1904 in der Toskana. Dort wurde südlich von Siena in Lardarello auch das erste Erdwärme-Kraftwerk Europas gebaut und 1913 in Betrieb genommen. Heute gibt es in 55 Ländern der Erde, zum Beispiel USA, Philippinen, Neuseeland oder Island, große Kraftwerke, die Strom mit der Wärme der Erde erzeugen. Aber auch in weniger begünstigten Gebieten stellt die Erde ihre Energie zur Verfügung: Bohrt man von der Erdoberfläche in die Tiefe, so steigt die Temperatur im Durchschnitt alle 100 Meter um drei Grad an. In 2.800 Meter Tiefe kann man ca. 80 Grad Celsius erwarten – genug, um damit zu heizen. 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 Erdinnern, 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 s Natürliche Energiequellen Sinnvoll genutzt am Standort Riem Die Region Südbayern bietet geologisch optimale Voraussetzungen, um aus der Erde Wärme zu gewinnen. Geologische Bedingungen München liegt im sogenannten „nordalpinen Molassebek- 93-grädige Wasser genutzt werden kann, muss es an die ken“. Hier sind die Voraussetzungen für hydrothermale Oberfläche geholt werden. Dabei bietet der verkarstete Geothermie sehr gut: Tief unter der Erdoberfläche befindet Malm-Kalkstein noch einen weiteren, für die Wärmege- sich ein riesiger Vorrat an heißem Wasser, der relativ einfach winnung wesentlichen Vorteil: Durch die Hohlräume fließt das Wasser relativ gut, so dass Nord-Süd-Schnitt durch das Voralpenland mit einem Bohrloch eine große Wassermenge gefördert wer- N S Erding München Mangfall Freising Isar 2000 1000 den kann. RottachEgern 2000 Das Prinzip „Nachhaltigkeit“ 1000 0m NN Bei 1000 1000 in Riem wird nur der Energie- 2000 2000 inhalt des heißen Wassers ge- 3000 3000 nutzt: Nach Übertragung der 4000 Wärme auf das Nahwärmenetz 5000 der Messestadt Riem wird das 6000 abgekühlte, ansonsten aber 7000 nicht veränderte Wasser wie- 0m NN Thermalwasser führende Kalksteinschicht (Malm) 4000 5000 6000 30 °C 65 °C 93 °C 7000 130 °C der Geothermie-Anlage der in die gleiche geologische angezapft werden kann. Dieser Energiespeicher bildete Schicht, aus der es kam – den Malm – zurückgeleitet. Das sich bei der Faltung der Alpen. Dabei wurden die Gesteins- ist erforderlich, um den Wasserhaushalt in der Tiefe nicht schichten des heutigen Voralpenlandes im Süden nach zu stören. Der natürliche Zufluss von Wasser in diese unten gedrückt. Darüber lagerten sich frische Sedimente Schicht ist nämlich sehr gering. ab, so dass heute die Kalksteinschicht des Malm nördlich der Donau an der Oberfläche, unter München aber mehr Deshalb mussten zwei Bohrungen niedergebracht werden, als 2.000 Meter tief liegt. die sogenannte „Dublette“. Durch eine Bohrung, die „Förderbohrung“, wird das heiße Wasser nach oben gefördert. Der Malm-Kalkstein ist fast überall stark verkarstet, also 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 wurden – in 2.800 Meter Tiefe – 80 Grad Celsius erwartet. Diese Prognose wurde sogar um ca. 10 Grad Celsius übertroffen. Damit das 6 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. Die zweite Bohrung, die „Reinjektionsbohrung“, führt das abgekühlte Wasser wieder zurück in den Malmkarst. Damit es nicht sofort wieder zur Förderbohrung fließt, liegt die Reinjektionsbohrung etwa zwei Kilometer entfernt. Die Geothermie-Anlage entnimmt dem unterirdischen Speicher mehr Wärme, als in der Umgebung der Bohrungen nachgeliefert wird: Die Wärme wird „abgebaut“. Bei der Geothermie-Anlage in Riem rechnen die SWM mit einer Nutzungsdauer von mindestens 30 Jahren. Es gibt allerdings einen wesentlichen Unterschied zum Abbau anderer Bodenschätze. Wenn die Geothermie-Anlage abgestellt wird, erwärmt sich das Wasser im Laufe der Zeit wieder – der Wärmespeicher wird wieder gefüllt und kann dann erneut genutzt werden. Geologisches Profil mit Lage der Dublette NW Riem Thermal 2 Förderbohrung SO Riem Thermal 1 Reinjektionsbohrung 0 Quartär - 100 - 200 - 300 - 400 - 500 Obere Süßwassermolasse Ottnang (Obere Meeresmolasse + Süßbrackmolasse) – 1.000 Oberes Eger (Aquitan) – 1.500 Unteres Eger (Chatt) – 2.000 Rupel – 2.500 Ober-Eozän Oberkreide Unterkreide -2.746 m -3.020 m – 3.000 Störung Malm (Oberjura) Grundgebirge Störung Dogger e Das Geothermie-Projekt der SWM Eine Investition in die Zukunft Modernste Technik über und unter der Erdoberfläche gewährleistet die Wärmeversorgung der Messestadt Riem. Die spezielle Bohrtechnik Bohrplatzkarte mit Landepunkten Landepunkt Die beiden Bohrungen der „geothermischen Dublette Riem“ starteten in unmittelbarer Nachbarschaft zum bestehenden Heizwerk in einem Abstand von 15 Metern. Sie wurden bis in 3.020 bzw. 2.746 Meter Tiefe vorangetrieben. Die För- Bohrplatz derbohrung wurde ab 645 Meter um 37 Grad, die Reinjektionbohrung ab 1.900 Meter um 42 Grad abgelenkt, so dass sie im Malm etwa zwei Kilometer voneinander entfernt sind. Neue Messe Riem Die dafür eingesetzte Bohrtechnik stammt aus der Erdöl- Landepunkt und Erdgas-Förderung. Durch die abgelenkten Bohrungen können sämtliche Betriebsanlagen der Wärmeerzeugung auf engstem Raum zusammengefasst werden. Die Bohrungen Der Wasserspiegel in der Förderbohrung stellt sich im Betrieb haben an der Oberfläche einen Durchmesser von ca. 47 auf etwa 200 Meter unter der Oberfläche ein – das heiße Zentimeter und werden in der Tiefe stufenweise enger Wasser steigt also etwa 2.500 Meter weit nach oben. Den – am Ziel, im Malmkarst, haben sie noch 15 Zentimeter restlichen Höhenunterschied überwindet die Bohrlochpum- Durchmesser. Beide Bohrungen wurden mit Stahlrohren pe, die etwa 550 Meter tief in der Förderbohrung hängt. ausgekleidet, durch die das Thermalwasser fließt. Von dieser Pumpe wird höchste Zuverlässigkeit bei geringster Wartung verlangt – auch hier kommt modernste Technik aus der Erdwärme für die Messestadt Riem Erdölindustrie zum Einsatz. Optimiertes Wärmeversorgungssystem Heizwerk Riem Um die Erdwärme optimal zu 6 nutzen, müssen alle SysteMessestadt Riem 3 me – Geothermie-Anlage, Heizwerk, Nahwärmenetz, 5 Heizungsanlagen – auf- 2 einander abgestimmt sein. 1 4 2.000 m Thermalwasser führende Kalksteinschicht (Malm) 8 1 Förderbohrung für Warmwasser 2 Bohrlochpumpe 3 Wärmeübertrager 4 Rückführung für Kaltwasser satz zu decken und den Wärmein- 5 Umwälzpumpe halt des Thermalwassers optimal zu 6 Reserve/Spitzenlastkessel Ziel war es, den Wärmebedarf ohne zusätzlichen Brennstoffein- nutzen. Für die Geothermie-Anlage wurden im Heizwerk zwei Plattenwärmeübertrager aufgestellt, die die Wärme vom Thermalwasser mit geringsten Verlusten an das Heizwasser übertragen. Eine vollautomatische Steuerung sorgt dafür, dass die Wärme aus der Erde optimal in das Gesamtsystem eingespeist wird: im Sommer zur Deckung des gesamten Bedarfs, im Winter zur Grundlastversorgung. Wie bohrt man 3.000 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 durch den Drehtisch mit 70 – 130 Umdrehungen/Minute gedreht; dadurch zerkleinert der Bohrkopf das Gestein und dringt tiefer vor – bis zu 250 Metern/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. d Umwelt und Technik Die Fakten Zur Bohrung der „geothermischen Dublette“ wird eine spezielle Bohrtechnik aus der Erdölund Erdgasförderung eingesetzt. Wärmeversorgung der Messestadt Riem Rationell, sparsam, schonend Endausbau, voraussichtlich ab 2016 Technische Daten Die SWM verfolgen mit dem Geothermie-Projekt ihr Nahwärmenetz System Kunststoff-Mantel-Rohr (KMR) Unternehmensziel, begrenzte Ressourcen zu schonen. Vor-/Rücklauftemperatur 85 bis 90 °C / bis zu 45 °C Dabei wird der umweltschonende Einsatz von regenera- Anschlusswert bis zu 52 MW tiven Energiequellen gefördert. Für Münchens Bürger ist Wärmebedarf 95.000 bis 100.000 MWh/a dies eine nachhaltige Innovation im Umwelt- und Energiebereich. Zwar waren hohe Investitionen erforderlich, doch Geothermie-Anlage Maximale Wärmeleistung 9 MW Erdwärme-Anteil am Wärmebedarf ca. 50.000 MWh/a Jährliche CO2-Einsparung 12.000 t Tiefe der Bohrungen 3.020 m / 2.746 m sind die Betriebskosten relativ gering und unabhängig von den schwankenden Preisen fossiler Brennstoffe. Thermalwasser-Temperatur 93 °C Damit ist die Geothermie eine sinnvolle Ergänzung zu den Thermalwasser-Menge bis 60 l/s wichtigsten fossilen Brennstoffen, die die SWM einsetzen: Jährlicher Strombedarf der Bohrlochpumpe ca. 2.800 MWh Steinkohle und Erdgas. Zudem wird der Ausstoß von NOx (Stickoxiden), SO2 (Schwefeldioxid) und CO2 (Kohlendioxid) in die Atmosphäre deutlich reduziert: Die Geothermie- Heizwerk Reserve- und Spitzenkessel 3 Heißwasser-Kessel Brennstoff Erdgas Leistung 34 MW Anlage Riem wird nach der Fertigstellung der Bebauung der Messestadt im Vergleich zur Wärmeversorgung durch Erdgas pro Jahr 12.000 Tonnen CO2-Emission einsparen. 10 b Stadtwerke München Besser leben mit M „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 dem 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 Standort-Sicherheit. SWM – stark wie München! 11 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
