Broschüre Geothermie - STEAG New Energies GmbH
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Unser Know-how geht tiefer. Fernwärme auf geothermischer Basis www.steag-newenergies.com Die Vorteile der Erdwärme ·E rdwärme ist im Gegensatz zu anderen alternativen Energiequellen witterungs- und tageszeit­ unabhängig nutzbar (Grundlastfähigkeit) ·D a die Tiefenwässer wieder in das Reservoir zurückgeführt werden, ist diese Energiequelle auch nachhaltig ·E s ist keine Energiespeicherung notwendig, und gefördert werden kann in der jeweils benötigten Menge ·B ei ausreichender Temperatur kann in Geoheizkraftwerken gleichzeitig Wärme und Strom erzeugt werden. Das erhöht die Energieeffizienz ·U mweltbelastende Transporte werden verringert. Erdwärme ist Energie vor Ort: einheimisch, regional, lokal Fazit: Erdwärme (Geothermie) ist eine innovative, ressourcenschonende und umweltverträgliche Energie, die zukünftig einen großen Beitrag zur heimischen Energieversorgung, insbesondere der Wärmeversorgung leisten kann. ·G eothermieanlagen benötigen wenig Fläche und beeinträchtigen das Landschaftsbild nur minimal ·E rdwärme ist unerschöpflich und damit eine regenerative Energiequelle ·G eothermie kann wesentlich zur CO2-Reduktion beitragen ·G esetzliche Vorgaben, wie z. B. aus dem Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz, können erfüllt werden Hamburg Norddeutsches Becken Das Heizwerk Erde Der Begriff Geothermie stammt aus dem Griechischen und bedeutet Erdwärme. Geothermische Energie ist durch geologische Prozesse abgegebene Wärme aus dem Erd­ inneren. 30 Prozent des an die Erdoberfläche steigenden Energiestroms kommen aus dem heißen Erdkern selbst. 70 Prozent entstehen durch den ständigen Zerfall natür­ licher radioaktiver Elemente in Erdmantel und Erdkruste. Theoretisch würde allein die in etwa drei Kilometer Tiefe der Erdkruste gespeicherte Energie ausreichen, um die Welt für etwa 100.000 Jahre mit Energie zu versorgen. Erdwärme ist neben Wasserstoff die einzige unerschöpf­ liche und ständig verfügbare Energiequelle. Der Vorteil der ständigen Verfügbarkeit ist entscheidend, denn keine an­ dere regenerative Energieart ist in der Lage, 24 Stunden täglich konstant Wärme und/oder Strom zu liefern. Grund­ sätzlich wird zwischen der oberflächennahen (bis 400 Me­ ter Tiefe) und der tiefen Geothermie (bis zu 5.000 Meter) unterschieden. Berlin Hannover Die STEAG-Tochter STEAG New Energies konzentriert sich auf die tiefe Geothermie und hierbei auf die Planung und Realisierung hydrothermaler Anlagen, die warme Wasser führende Schichten (Aquifere) nutzen. Dabei werden die im Untergrund vorhandenen Thermalwässer (Wasser ab 20 °C aus dem Untergrund gilt als Thermalwasser) über eine Förderbohrung nach oben gepumpt, energetisch genutzt und gelangen über eine Reinjektionsbohrung wieder in den Untergrund. Ab einer Wassertemperatur von 100 °C lassen sich Aquifere auch zur Strom­erzeugung nutzen. Die günstigsten Voraussetzungen zum Anzapfen der Erd­ wärme in Deutschland finden sich in der Norddeutschen Tiefebene zwischen der polnischen und der niederländi­ schen Grenze, am Oberrheingraben und in Süddeutsch­ land zwischen Donau und Alpen (Süddeutsches Molasse­ becken). In Süddeutschland liegen auch die zwei Stand­ orte, an denen STEAG New Energies derzeit aktiv ist. Köln Frankfurt Oberrheingraben Süddeutsches Molassebecken Diese Gebiete sind für eine hydrogeothermische (heißes Wasser in 2.000–4.000 Meter Tiefe) Nutzung geeignet. München Geoheizwerk 2 am Kletthamer Feld 28 Erding Innenstadt Referenzprojekt: Geowärme Erding In Erding (Oberbayern) bei München befindet sich die größte Fernwärmeversorgung auf geothermischer Basis. Der Anschlusswert liegt derzeit bei rund 59 Megawatt und soll bis auf 75 Megawatt ausgebaut werden. Förder- und Reinjektionsbohrung müssen unterirdisch mehr als einen Kilometer voneinander entfernt sein. Unser Know-how STEAG New Energies plant, realisiert und betreibt Fernwärmeversorgungen auf geothermischer Basis: · Planung und Realisierung der Erzeugungsanlage (Thermalwasserkreislauf, Heizwerk) · Planung und Realisierung der untertägigen Anlagenkomponenten · Unterstützung in der ober- und untertägigen Projektgenehmigung · Planung und Realisierung von Fernwärmenetzen · Brennstoff­beschaffung und Betrieb der Erzeugungs­ anlage · Netzwartung und Netzausbau, Kundenanschlüsse · Kundenakquisition, Kundenabrechnung, Kundenbetreuung · Finanzierungsmodelle (z. B. Pachtmodell) und Vertrags­ management Unsere Voraussetzungen für die Realisierung eines Geothermieprojektes: · Ausreichende Wärmesenke vor Ort · Positive Einschätzung der geologischen Gegebenheiten (Schüttung und Temperatur) Pachtmodell Erding Statt schwarzem Gold heißes Wasser Das Ende einer Erdölbohrung im Jahr 1983 bedeutete für den Zweckverband für Geowärme Erding den Anfang eines zukunftsweisenden Geothermiepro­ jektes. Die Firma Texaco fand im Jahr 1983 bei einer 2.359 Meter tiefen Erdöl­ bohrung zwar kein Erdöl, aber 65 °C warmes Thermalwasser in einer Wasser führenden Schicht zwischen 1.800 Meter und 2.200 Meter. Aus diesem Aquifer fördert heute der Zweckverband für Geowärme Erding das heiße Wasser an die Oberfläche. STEAG New Energies (SNE) · Planung und Errichtung · Betriebsführung · Brennstoffbeschaffung Pachtzahlung Wärme Abstimmung Wärmepreis Kunde · Planung und Finanzierung · Betriebsführung · Abrechnung Damals hatte das Erdölunternehmen dafür jedoch keine Verwendung. Stadt und Landkreis Erding entschlossen sich zur Übernahme und Nutzung der Bohrung Erding 1. Das war im Jahr 1989 der Startschuss für das „Geowärme­ projekt Erding“. Zweckverband Geowärme Erding Planung Energieerzeugung ·B ohrung und Geologie @ externe Dienstleister · Heizwerk und Kessel @ SNE Versorgungsschema Geowärme Erding Planung Fernwärme · SNE plant FW-Ausbau · Abstimmung zw. SNE und Zweckverband Kunden Heizwerk 2 Gewerbegeb. Erding-West Finanzierung · Zweckverband finanziert FW-Ausbau · SNE zahlt Pachtzins für getätigte Investitionen Wärmeversorgung · SNE beschafft Brennstoff für Spitzenkessel · SNE betreibt und wartet die Anlagen FörderBohrung Heizwerk 1 Standort Therme „heiße“ Thermalwasserleitung Reinjektionsbohrung „kalte“ Thermalwasserleitung Kunden Wärmepumpe im Geoheizwerk 2 Betriebsstättenleiter Gerhard Grabmeier an der Wärmepumpe im Geoheizwerk 1 Fernwärme-Verteilstation Der Aufbau Das Thermalwasser sollte nach der Wärmeabgabe an ein Fernwärmenetz zu Thermalbade- und Trinkwasser aufbe­ reitet werden. Dieses Konzept führte dazu, dass das Pro­ jekt von der EU aus dem Programm „Thermie“ (Demons­ trationsprojekt) sowie vom Freistaat Bayern gefördert wurde. Ab Herbst 1992 begann der Aufbau eines Fern­ wärmenetzes. Damit beauftragt wurde die STEAG New Energies GmbH. Neben der Netzplanung ist STEAG New Energies auch für die Akquisition und Kundenbetreuung zuständig. Das Geoheizwerk 1 wurde wärmeseitig eben­ falls von ihr geplant. Das Geothermieprojekt Erding för­ derte ab der Inbetriebnahme im Jahr 1998 aus der Boh­ rung Erding 1 bis zu 24 Liter pro Sekunde (l/sec). Damit wurden der Wärmebedarf des Fernwärmenetzes sowie der Thermalwasserbedarf der THERME ERDING gedeckt. Das von der Unternehmensgruppe WUND errichtete und be­ triebene Thermalbad auf einer 132.000 Quadratmeter großen Fläche ist der größte Wärmekunde in Erding und Großabnehmer für das zur Verfügung stehende Thermal­ Vergleich der Schadstoffemissionen nach zweiter Ausbaustufe (63 MW) in Tonnen/Jahr Eigenversorgung Fernwärme wasser. Durch die stoffliche Nutzung des gesamten geför­ derten Thermalwassers konnte auf eine Rückführung des entwärmten Thermalwassers verzichtet werden. Thermal­ wasser, welches nicht in der THERME ERDING genutzt werden konnte, wurde bis 2011 durch den Zweckverband Geowärme als Trinkwasser aufbereitet und an die Wasser­ versorgung Erding geliefert. Der Ausbau Aufgrund der starken Nachfrage nach einer geother­ mischen Fernwärmeversorgung erweiterte der Zweckver­ band Geowärme Erding im Jahr 2006 gemeinsam mit der STEAG New Energies GmbH das Erdwärmeprojekt und errichtete ein zweites Geothermieheizwerk. Um auch die Thermalwasserförderung von bisher 24 l/sec. auf 48 l/sec. erhöhen zu können, war die Niederbringung einer zweiten Tiefbohrung notwendig. In dieser wird das thermisch ge­ nutzte, aber stofflich nicht weiter verwertbare Thermalwas­ ser wieder in den Untergrund zurückgeführt. 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 Im Endausbau vermiedene CO2-Emissionen durch das Geothermieprojekt Erding: ca. 11.000 Tonnen/Jahr 30.000 Der Weg des Thermalwassers im Kreislauf der Geothermie Erding Mittels einer in 230 Metern Tiefe eingebauten Pumpe wird Thermalwasser aus der Förderbohrung ins Heizwerk 1 nach übertage gefördert. Über eine Verbindungsleitung gelangt es auch zum Heizwerk 2. In den beiden Heizwer­ ken erwärmt das Thermalwasser über einen Wärmetau­ scher den Fernwärmekreislauf auf ca. 48 °C. Zwei Ab­ sorptionswärmepumpen entziehen dem Thermalwasser weitere Wärme und führen diese dem Fernwärmekreislauf zu. Dabei wird das Fernwärmewasser auf etwa 80 °C er­ wärmt, das Thermalwasser auf 20 °C abgekühlt. In den nachgeschalteten Heißwasserkesseln wird der Fernwärme­ vorlauf auf seine endgültige Temperatur von max. 110 °C erhitzt. Das thermisch genutzte, „entwärmte“ Thermalwas­ ser wird in den Untergrund zurückgeführt. Eine Vorlauflei­ tung bringt das Fernwärmewasser zum Kunden und über eine Rücklaufleitung gelangt das noch 45 °C warme Fern­ wärmewasser wieder in die beiden Heizwerke. Dort be­ ginnt der Kreislauf erneut. Geowärme Erding Heizwerk 1 Anschlusswert: 30 MW Wärmeerzeugung: 49.000 MWh/a Netzlänge: 15 km Erzeugungseinheiten Geoheizwerk 1 3 Direktwärmetauscher 1 Absorptionswärmepumpe 2 Reserve- und Spitzenkessel 1 Abgaswärmetauscher Förderbohrung Vertikal, Endteufe 2.359 m Quelle: derzeit ca. 65 °C, 48 l/s möglich 55 l/s stoffliche Nutzung des Thermalwassers Heizwerk 2 Anschlusswert: 33 MW Wärmeerzeugung: 59.000 MWh/a Netzlänge: 23 km Zahlenangaben: Endausbau Erzeugungseinheiten Geoheizwerk 2 3 Direktwärmetauscher 1 Absorptionswärmepumpe 2 Reserve- und Spitzenkessel 1 Abgaswärmetauscher Reinjektionsbohrung Bohrtiefe: ca. 2.222 m GeothermieHeizwerk Erding 2 GeothermieHeizwerk Erding 1 Im Vordergrund die Förderbohrung. Das Geoheizwerk rechts hinten. Ansprechpartner STEAG New Energies GmbH Hartmut Beyer Telefon +49 681 9494-9341 Telefax +49 681 9494064-9341 [email protected] Weitere Projektbeispiele Simbach-Braunau Grenzüberschreitendes Geothermieprojekt mit mehreren Partnern. Planung, Bau und Betrieb durch gemeinsame Projektgesellschaft der Partner. Die wichtigsten Zahlen *: Kunden-Service-Center Geowärme Erding Weißbräuhof, Obergeschoss-Mitte, Nr. 2, Rossmayrgasse 17, 85435 Erding Telefon +49 8122 880909-0 Telefax +49 8122 880909-19 Ansprechpartner Zweckverband für Geowärme Erding Versorgungsgebiet Erding bestehende Versorgungsleitungen Alois Gabauer Telefon +49 8122-408105 Telefax +49 8122-408107 [email protected] Anschlusswert 42 MW Wärmeerzeugung 62.797 MWh Wärmeerzeuger Direktwärmetauscher (7 MW), Spitzenkesselanlage (8,7 MW + 12 MW) dezentrale Kesselanlagen (5 MW) CO2 -Einsparung 16.300 t Geowasser deckt 27 % des Wärmebedarfs Förderbohrung abgelenkt, 1.898 m Endteufe, 3.148 m Bohrlänge; 74 l/s; 80 °C Verpressbohrung vertikal, 1.848 m Endteufe *Datenbasis 2012 Über uns Der STEAG-Konzern ist bereits seit über 75 Jahren in der Energieerzeugung tätig und bietet seinen Kunden in­tegrierte Lösungen im Bereich der Strom- und Wärme­ erzeugung sowie kraftwerksnahe (Ingenieur-)Dienstleistun­ gen. Zu den Kernkompetenzen gehören Planung, Realisie­ rung und Betrieb hoch effizienter Kraftwerke auf Basis von fossilen Brennstoffen und Erneuerbarer Energie. Die rund 5.800 Mitarbeiter der STEAG haben 2011 einen Umsatz von 3,1 Milliarden Euro und ein EBITDA von 491 Millionen Euro erwirtschaftet. Als fünftgrößter Stromerzeuger betreibt STEAG in Deutsch­­land elf Kraftwerke sowie über 200 dezentrale Anlagen zur Energieerzeugung aus Erneuerbaren Energien bzw. Anlagen im Bereich Contracting. Im Ausland hat STEAG drei Kraftwerke: in Kolumbien, der Türkei und auf den Philippinen. Die installierte Leistung beträgt weltweit etwa 9.400 Megawatt, davon rund 7.700 Megawatt in Deutschland. Mehrheitlicher Anteilseigner der STEAG ist das StadtwerkeKonsortium Rhein-Ruhr. Das Stadtwerke-Konsortium ist ein Zusammenschluss von sieben kommunalen Unterneh­ men aus dem Ruhrgebiet. Diese kommunale Verbunden­ heit kommt aber nicht nur in der Eigentümerstruktur zum Ausdruck, sondern auch in der partnerschaftlichen Zu­ sammenarbeit mit über 100 Kommunen in Deutschland. Die Tochtergesellschaft STEAG New Energies GmbH ist Spezialist für dezentrale, maßgeschneiderte Energielösun­ gen auf Basis effizienter und nachhaltiger Konzepte. Das Energieangebot reicht dabei von der Wind-, Biomasse-, Biogas- und Grubengas- bis hin zur Geothermienutzung. Mit Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung, Contracting und Fernwärme-Auskopplung ist STEAG New Energies GmbH auch im Ausland, z. B. in Polen, erfolgreich. Im Jahr 2011 erzielte das Unternehmen einen Umsatz von über 285 Mil­ lionen Euro und beschäftigte rund 800 Mitarbeiter im Inund Ausland. STEAG New Energies ist in Deutschland: · einer der größten Betreiber von Fernwärmeversorgungen auf geothermischer Basis. · einer der größten Betreiber von Biomasse-Heizkraft­ werken. · einer der größten Fernwärmeversorger und Contracting­ anbieter. · Marktführer bei der energetischen Verwertung von Grubengas. Unterschleißheim STEAG New Energies GmbH ist Pächter und Betreiber der Energieerzeugungsund -verteilanlagen. In Partnerschaft mit der Südwärme AG führt sie auch die Kundenakquisition durch. Eigentümer ist die Geothermie Unterschleißheim AG. Die wichtigsten Zahlen *: Anschlusswert 27 MW Wärmeerzeugung47.507 MWh Wärmeerzeuger 3 Direktwärmetauscher (zusammen bis zu 12 MWth), 2 Heißwasserkessel (6 + 9 MWth) CO2 -Einsparung 8.000 t Geowasser deckt 81 % des Wärmebedarfs Förderbohrung vertikal, 1.960 m Endteufe; 100 l/s; 81 °C Verpressbohrung vertikal, 2.002 m Endteufe *Datenbasis 2012 Verwaltungssitz Saarbrücken Fotos: STEAG New Energies GmbH, Zweckverband für Geowärme Erding STEAG New Energies GmbH St. Johanner Straße 101–105 66115 Saarbrücken Telefon +49 681 9494-00 Telefax +49 681 9494-2211 www.steag-newenergies.com SNE, Stand: März 2016 STEAG GmbH Rüttenscheider Straße 1–3 45128 Essen Telefon +49 201 801-00 Telefax +49 201 801-6388 www.steag.com
