Geothermie-Anlage für die Messestadt Riem
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Energiegewinnung der Zukunft: Geothermie-Anlage für die Messestadt Riem i Inhalt „Wer die Zukunft gestalten will, muss die Gegenwart verändern.“ (Unbekannt) Seite 4 Versorgungssicherheit 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 Versorgungssicherheit und Umweltfreundlichkeit Geothermie für München Mit der Nutzung von Geothermie verfolgen die Stadtwerke München ihr ökologisch ausgerichtetes Konzept der Energieversorgung. Geothermie – Wärme aus dem Inneren der Erde Im Inneren des Erdballs steckt viel Energie – Vulkane, Geysire und heiße Quellen zeugen davon. Heiße Quellen werden seit Jahrtausenden zum Baden benutzt, beispielsweise auf SWM mit neuer Energie Lipari bei Sizilien oder in einigen Thermal-Kurorten DeutschVersorgungssicherheit und Umweltverträglichkeit sind fun- Die ausgewogene Eigenerzeugung von Strom und Wärme lands. Richtige Erdwärme-Heizungen gibt es seit 1904 in damentale Grundsätze der Unternehmenspolitik der Stadt- beruht auf einem „intelligenten Mix“ aus fossilen Brenn- der Toskana. Dort wurde südlich von Siena in Lardarello werke München. Den Münchner Bürgern wird eine sichere stoffen (Kohle, Erdgas), Kernkraft und regenerativen auch das erste Erdwärme-Kraftwerk Europas gebaut und Versorgung mit Strom und Wärme geboten. Gleichzeitig Energiequellen – Biomasse, Solarenergie sowie Wind- 1913 in Betrieb genommen. Heute gibt es in 55 Ländern der können sie sich darauf verlassen, dass die Erzeugung von und Wasserkraft. Die Fernwärme wird zu über 90 Prozent Erde, z. B. USA, Philippinen, Neuseeland oder Island, große in Heizkraftwerken erzeugt, die den Brennstoff besonders Kraftwerke, die Strom mit der Wärme der Erde erzeugen. gut ausnutzen. Im Interesse der Münchner Bürger arbeiten Münchner Stadtgebiet Blockheizkraftwerk Dampfnetz Wasserkraftwerke Energie- und Wärmeerzeu- ihre Energie zur Verfügung: Bohrt man von der Erdoberfläche gung unter den Aspekten in die Tiefe, so steigt die Temperatur im Durchschnitt alle Deponiegasverwertung Versorgungssicherheit, Heizkraftwerke Heizwerke z.B. Tivolimühle, Bäckermühle, Kraem. Kunstmühle Geothermie-Anlage Aber auch in weniger begünstigten Gebieten stellt die Erde Windkraftanlage Heißwassernetze Fernwärmeanlage die SWM ständig daran, die Wasserkraftwerke Uppenborn 1 und 2 Photovoltaik-Anlagen HW Schwabing Deponiegasverwertung Nord-West Moosburg Wirt- 100 Meter um 3 Grad an. In 2.800 Meter Tiefe kann schaftlichkeit und Umweltver- man über 80 Grad Celsius erwarten – genug, um träglichkeit zu optimieren. damit zu heizen. Windkraftanlage Fröttmaning HKW Freimann HW Theresienstraße Einen weiteren Schritt in diese Richtung gehen die SWM HW Kathi-Kobus-Str. HW Meiserstraße Freimann Unterföhring Heizwasser 180 °C (Regenerative Fremdeinspeisung) Solaranlage Pasinger Fabrik* mit ihrem jüngsten Projekt HKW Nord mit Müllverbrennungsanlage in der Messestadt Riem. wird In der festen Erdkruste entsteht Wärme durch den Zerfall von natürlichen über ein Nahwärmenetz radioaktiven Isotopen. Die Temperatur im flüssigen Inneren der Erde beträgt mit Wärme versorgt, das nach heutigen Schätzungen zwischen 3.000 und 10.000 Grad Celsius. Die Nord BHKW Westbad Innenstadt Heizwasser 130 ° C Dampf 8 bar 200 °C HKW Süd HW Riem mit Geothermie-Anlage Solaranlage Messe München* Großhadern HW Gaisbergstraße Perlach FW Sendling HW Koppstraße Heizwasser 130 °C Sendling HW Perlach Heizwasser 160/120 °C WKW Isarwerk 1 WKW Maxwerk Vagen Messestadt bisher von einem Heizwerk mit erdgasbefeuerten Wasserkraftwerke Leitzachwerk 1, 2 u. 3 Heizkesseln FW Müllerstraße * mit SWM-Beteiligung Der Wärmestrom heizt zunächst das Gestein in der Tiefe auf, Erdgas-Heizkessel nur noch natürlich aber auch Wasser, das in solche tiefliegenden Schichten als Reserve und für Spitzen- eindringt. Dieses heiße Wasser wird als Thermalwasser be- bedarf eingesetzt werden. Strom und Wärme umweltschonend erfolgt. Dabei geben sorgung übernimmt dann eine neue Energiequelle im sich die SWM nicht mit den Mindeststandards zufrieden, SWM-Mix: die Geothermie. 4 ankommt, stammt aus dem Erdinnern, die restlichen 60 Prozent kommen aus der Erdkruste. wird. Ab 2004 sollen diese Die Grundlast der Wärmever- sondern setzen auf Innovation. Etwa 40 Prozent des Wärmestroms, der an der Erdoberfläche gespeist WKW Isarwerk 2 WKW Isarwerk 3 Wieso ist es in der Erde warm? zeichnet, 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. Deshalb müssen zwei Bohrungen niedergebracht werden, die sogenannte „Dublette“. Durch die erste Bohrung, die „Förderbohrung“, wird das heiße Wasser nach oben gefördert. Die zweite Bohrung, die „Reinjektionsbohrung“, führt das abgekühlte Wasser wieder zurück in den Malmkarst. Damit es nicht sofort wieder zur Förderbohrung Geologische Bedingungen fließt, liegt die Reinjektionsbohrung etwa zwei Kilometer München liegt im sogenannten „nordalpinen Molasse- 2.800 Meter Tiefe – 80 Grad Celsius erwartet. Damit dieses becken“. Hier sind die Voraussetzungen für hydrothermale heiße Wasser genutzt werden kann, muss es an die Ober- Geothermie sehr gut: Tief unter der Erdoberfläche befindet fläche geholt werden. Dabei bietet der verkarstete Die Geothermie-Anlage entnimmt dem unterirdischen Malm-Kalkstein noch einen Speicher mehr Wärme, als in der Umgebung der Bohrungen weiteren, für die Wärmege- nachgeliefert wird: Die Wärme wird „abgebaut“. Bei der winnung wesentlichen Vorteil: Geothermie-Anlage in Riem rechnen die SWM mit einer Durch die Hohlräume fließt Nutzungsdauer von mindestens 30 Jahren. Es gibt aller- das Wasser relativ gut, so dass dings einen wesentlichen Unterschied zum Abbau anderer mit einem Bohrloch eine große Bodenschätze. Wenn die Geothermie-Anlage abgestellt Wassermenge gefördert wer- wird, erwärmt sich das Wasser im Laufe der Zeit wieder – den kann. der Wärmespeicher wird wieder gefüllt und kann dann Nord-Süd-Schnitt durch das Voralpenland N S Erding München Mangfall Freising Isar 2000 1000 RottachEgern 0m NN 2000 1000 0m NN 1000 1000 2000 2000 3000 erneut genutzt werden. Das Prinzip „Nachhaltigkeit“ 3000 Thermalwasser führende Kalksteinschicht (Malm) 4000 5000 6000 entfernt. 30 °C 65°C 80°C 130°C 7000 4000 Bei der Geothermie-Anlage in 5000 Riem wird nur der Energie- 6000 inhalt des heißen Wassers 7000 genutzt: Nach Übertragung der Wärme auf das Nahwärmenetz der Messestadt Riem sich ein riesiger Vorrat an heißem Wasser, der relativ einfach wird das abgekühlte, ansonsten aber nicht veränderte angezapft werden kann. Dieser Energiespeicher bildete Wasser, wieder in die gleiche geologische Schicht, aus der sich bei der Faltung der Alpen. Dabei wurden die Gesteins- es kam – den Malm – zurückgeleitet. Das ist erforderlich, schichten des heutigen Voralpenlandes im Süden nach um den Wasserhaushalt in der Tiefe nicht zu stören. Der unten gedrückt. Darüber lagerten sich frische Sedimente natürliche Zufluss von Wasser in diese Schicht ist nämlich ab, so dass heute die Kalksteinschicht des Malm nördlich sehr gering. Geologisches Profil mit Lage der Dublette NW NW Riem Thermal 2 Reinjektionsbohrung 0 Quartär - 100 - 200 - 300 - 400 - 500 Obere Süßwassermolasse Ottnang (Obere Meeresmolasse + Süßbrackmolasse) – 1.000 Oberes Eger (Aquitan) – 1.500 der Donau an der Oberfläche, unter München aber mehr Unteres Eger (Chatt) – 2.000 als 2.000 Meter tief liegt. ➜ Wünschen Sie mehr Information? 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 werden – in 6 SO SO Riem Thermal 1 Förderbohrung Rupel – 2.500 Zu den Themen Geothermie, Umwelt und Nachhal- Ober-Eozän Oberkreide Unterkreide -2.700 m tigkeit finden Sie Details auf unserer Homepage -2.900 m – 3.000 Malm (Oberjura) im Internet unter: www.swm.de, Stichwort: M-Natur. Störung 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 Die beiden Bohrungen der „geothermischen Dublette Riem“ Durchmesser. Für die Geothermie-Anlage werden im Heizwerk drei Beide Bohrungen Plattenwärmeübertrager aufgestellt, die die Wärme vom werden mit Stahl- Thermalwasser mit geringsten Verlusten an das Heizwasser in 2.900 bzw. 2.700 Meter Tiefe vorangetrieben. Die För- rohren ausgeklei- übertragen. Eine vollautomatische Steuerung sorgt dafür, derbohrung wird ab 1.900 Meter, die Reinjektionsbohrung det, durch die das dass die Wärme aus der Erde optimal in das Gesamtsystem Thermalwasser eingespeist wird: im Sommer zur Deckung des gesamten fließt. Bedarfs, im Winter zur Vorwärmung des Heizwassers vor Bohrplatzkarte mit Landepunkten starten in unmittelbarer Nachbarschaft zum bestehenden Landepunkt Heizwerk in einem Abstand von 15 Metern. Sie werden bis ab 630 Meter um 42 Grad abgelenkt, so dass sie im Malm Bohrplatz etwa zwei Kilometer voneinander entfernt sind. den Kesseln. Die dafür eingesetzte Bohrtechnik stammt aus der Erdölund Erdgas-Förderung. Durch die abgelenkten Bohrungen können sämtliche Betriebsanlagen der Wärmeerzeugung auf Der Wasserspiegel Neue Messe Riem in der FörderbohLandepunkt rung stellt sich im engstem Raum zusammengefasst werden. Die Bohrungen Betrieb auf etwa haben an der Oberfläche einen Durchmesser von ca. 47 250 Meter unter der Oberfläche ein – das heiße Wasser Zentimeter und werden in der Tiefe stufenweise enger – steigt also etwa 2.500 Meter weit nach oben. Den rest- am Ziel, im Malmkarst, haben sie noch 15 Zentimeter lichen Höhenunterschied überwindet die Bohrlochpumpe, die etwa 550 Meter tief in der Förderbohrung hängt. Von dieser Pumpe wird höchste Zuverlässigkeit bei ge- Erdwärme für die Messestadt Riem ringster Wartung verlangt – auch hier kommt modernste Technik aus der 6 Messestadt Riem Erdölindustrie zum Einsatz. Wie bohrt man 2.800 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. Optimiertes Wärmeversorgungssystem 3 2 Um die Erdwärme optimal zu nerte Gestein wird durch eine umweltfreundliche Spülflüssigkeit, die nutzen, müssen alle Systeme – aus Wasser und darin gelöstem Karbonat besteht, aus dem Bohrloch Geothermie-Anlage, Heizwerk, 4 1 2.000 m Thermalwasser führende Kalksteinschicht (Malm) 8 Für die Arbeiten mit dem Gestänge ist der Bohrturm, das weithin sichtbare Wahrzeichen jeder Tiefbohrung, erforderlich. Das zerklei- 5 gespült. Die Spülflüssigkeit wird durch das hohle Gestänge nach unten gepumpt und steigt außen wieder nach oben. Sie kühlt den Bohrkopf 1 Förderbohrung für Warmwasser Nahwärmenetz, Heizungsan- 2 Bohrlochpumpe lagen – aufeinander abgestimmt sein. 3 Wärmeübertrager Ziel ist es, den Wärmebedarf ohne zu- 4 Rückführung für Kaltwasser angetrieben wird. Um den plötzlichen Ausbruch von Wasser oder Gas zu sätzlichen Brennstoffeinsatz zu decken verhindern, sitzt am Bohrlochkopf der Preventer; er schließt bei Druckan- 5 Umwälzpumpe 6 Reservekessel und den Wärmeinhalt des Thermalwassers weitgehend zu nutzen. und stabilisiert die Wände des Bohrlochs. Die Bohrung wird durch einen speziellen Bohrkopf mit eingebautem Motor abgelenkt, der durch die Spülflüssigkeit stieg das Bohrloch fest ab. d b Umwelt und Technik Stadtwerke München Die Fakten 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. Rationell, sparsam, schonend Die SWM verfolgen mit dem Als größtes kommunales Infrastruktur-Unternehmen Geothermie-Projekt ihr Unterneh- Deutschlands tragen die Stadtwerke München im Zeichen mensziel, begrenzte Ressourcen des großen „M“ zu dieser Lebensqualität aktiv bei. Bei- zu schonen. Dabei wird der spielsweise mit günstigem M-Strom, sicherem M-Erdgas umweltschonende Einsatz von oder zuverlässiger M-Wärme. Oder mit dem MVG, einem regenerativen Energiequellen ge- der besten Nahverkehrsnetze der Welt, und M-Net, dem fördert. Für Münchens Bürger ist lokalen Telekommunikations-Anbieter und Netzbetreiber dies eine nachhaltige Innovation für die Isar-Metropole. im Umwelt- und Energiebereich. Außerdem versorgen die SWM die Münchner Haushalte mit naturreinem M-Wasser aus dem bayerischen Alpenvorland – ein Plus, von dem auch die 17 modernen Hallen- und Wärmeversorgung der Messestadt Riem Freibäder der Stadt, die M-Bäder, profitieren. Services Endausbau, voraussichtlich ab 2016 wie M-Card, die Kundenkarte der SWM, machen das Leben in München leichter – und günstiger, denn in vielen Technische Daten Nahwärmenetz System Kunststoff-Mantel-Rohr (KMR) Zur Bohrung der „geothermischen Dublette“ wird eine spezielle Bohrtechnik aus der Erdöl- und Erdgasförderung eingesetzt. Geschäften können damit Rabatte und Bonuspunkte gesammelt werden. Vor-/Rücklauftemperatur 70 – 90/45 °C Anschlusswert 40 MW Auch Münchner Geschäftskunden profitieren von den Wärmebedarf 80.000 MWh/a zahlreichen M-Produkten. Sie erhalten wettbewerbsfähige und zeitgemäße Infrastruktur- und Service-Leistungen, die Geothermie-Anlage weit über die Versorgung mit Strom, Wärme und Wasser Erwartete Leistung 6 MW Erdwärme-Anteil am Wärmebedarf 45.000 MWh/a Jährliche CO2-Einsparung 12.000 t Tiefe der Bohrungen ca. 2.900 m /2.700 m Erwartete Thermalwasser-Temperatur ca. 80 °C Prognostizierte Thermalwasser-Menge ca. 50 l/s Jährlicher Strombedarf der Bohrlochpumpe ca. 2.700 MWh Zwar sind hohe Investitionen erforderlich, doch sind die hinausgehen. So leisten wir neben der Lebensqualität auch Betriebskosten relativ gering und unabhängig von den unseren Beitrag zur Standort-Sicherheit. schwankenden Preisen fossiler Brennstoffe. SWM – stark wie München! 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 (Stickoxiden), SO2 (Schwefeldioxid) und CO2 (Kohlendioxid) Heizwerk in die Atmosphäre deutlich reduziert: Die Geothermie- Reserve- und Spitzenkessel bis zu 3 Heißwasser-Kessel Brennstoff Erdgas Anlage Riem wird nach der Fertigstellung der Bebauung Leistung bis zu 30 MW der Messestadt im Vergleich zur Wärmeversorgung durch Heizöl pro Jahr 12.000 Tonnen CO2-Emission einsparen. 10 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: SWM-Versorgungs GmbH Geschäftsbereich Energie-Erzeugung 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 vernetzte Kommunikation, München 2003 Fotos: Stadtwerke München, Zefa
