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Hydrothermale Geothermie

Hydrothermale Geothermie. Von Alexander Huhn. Gliederung. Grundlagen Funktionsweise Ökonomische Aspekte Beispiele. Grundlagen - Einordnung. Tiefengeothermie. Tiefengeothermie (ab 400m). Hochenthalpie Lagerstätten. Niederenthalpie Lagerstätten. Nicht-vulkanische Gebiete

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Hydrothermale Geothermie

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Presentation Transcript

  1. Hydrothermale Geothermie Von Alexander Huhn

  2. Gliederung • Grundlagen • Funktionsweise • Ökonomische Aspekte • Beispiele

  3. Grundlagen - Einordnung Tiefengeothermie Tiefengeothermie (ab 400m) Hochenthalpie Lagerstätten Niederenthalpie Lagerstätten • Nicht-vulkanische Gebiete • Tiefe Bohrungen • Deutschland • Technologien: • Petrothermale Geothermie • Hydrothermale Geothermie • Erdwärmesonden • Grubenwärme etc. • Marktdominierend • Heißes Fluid in geringer Tiefe • Oft Vulkanregion • Indonesien, Hawaii • Technologien: • Dry Steam • Single Flash • Double Flash

  4. Grundlagen - Vorkommen • Aquifer (Grundwasserleiter) • Gesteinskörper mit Hohlräumen • Grundwasserleitung • Thermalwasserreervoir Thermalwasserfelder Heiß- und Trockendampfvorkommen • 40 – 100 °C • Häufig in Deutschland • Förderung oft mit Pumpenunterstützung • Stromerzeugung durch speziellen Prozess • 100 – 250 °C • Hoher Druck • Attraktiv für Stromerzeugung • Eher selten in Deutschland

  5. Grundlagen - Standort Seismische Erkundungen • Fehlende Bohrbeobachtungen am Standort • Darum: 2D/3D-Seismik wird erstellt • Hydraulische Tests und Fördertests • Temperaturen, Drücke, Gesteinsanalyse, Fluideigenschaften, • Fündigkeitsrisiko ausschließen durch Bohrung und Proben • Qualität: Chemismus des Wassers • Quantität über die installierbare Leistung einer Anlage ist definiert mit:

  6. Funktionsweise Allgemeines • Wasserführende Gesterinsschicht wird angebohrt • 2000 – 4000 Meter Tiefe • Thermalwasser wird nach oben gepumpt bzw. Steigt durch hohen Druck von alleine nach oben • Wärmetauscher entzieht dem Wasser die Energie • Thermalwasser kann sowohl für Wärmeerzeugung als auch für Stromerzeugung dienen • Reinjektionsbohrung führt das kalte Wasser wieder in das Erdreich

  7. Funktionsweise Funktionsweise Wärmeerzeugung • Weit verbreitet • Häufig Fernwärme • Grundlastversorgung • Einbindung Niedertemperaturversorgung (Gewächshäuser, Landwirtschaft) • Thermalbad oder Trinkwasser bei passendem Chemismus Stromerzeugung • Dampfturbine benötigt normalerweise Temperaturen > 200°C • Thermalwasser < 100°C • Binäre Systeme: ORC oder Kalinaprozess • Arbeitsmittel: Fluid mit niedrigem Siedepunkt

  8. Funktionsweise Bohrung • Grundlage ist die seismische Exploration • Keine Beeinflussung anderer grundwasserführender Schichten • Erfahrung aus der Erdöl- und Erdgasindustrie • Verrohrungsdurchmesser nimmt mit der Tiefe ab • Zementierung der Rohre • Zugang zur Zielformation durch Perforation • Stimulationsverfahren: Aufweitung der Wasserwegsamkeiten durch Einpressung von Wasser oder Säuren

  9. Funktionsweise Doublette • Technik oft erprobt • Föderbohrung und Injektionsbohrung • 500m - 3 km Abstand zur Vermeidung hydraulischer und thermischer Kurzschluss im Aquifer • Saiger, oder gerichtet je nach Abstand über Tage • Modifizerung zu einer Triplette möglich • Verzicht auf Dublette, wenn Wasserqualität gut genug ist • Deutschland aber meist Dublette aufgrund des höheren Mineralgehalts • Grund für Dublette: Vermeidung negativer Umwelteinwirkungen, Druckerhaltung im Reservoir

  10. Funktionsweise Nachteile • hohe Bohrkosten/hohe Investitionskosten • KomlpizierteBohrung und Seismische Forschung (Durchmesser, Bohrgeräte) • Niedrige Bohrgeschwindigkeiten • Landabsenkungen durch Kontraktion des Gesteins (Erdbeben) • Fündigkeitsrisiko • Wirtschaftlichkeit nur bei hoher Nachfrage • Nachteile der Stimulation (seismische Ergeignisse) Vorteile • stetig nutzbar • Keine saisonalen Abhängigkeiten • Grundlastfähig • Mit Fernwärme keine Öltanks etc. nötig • Gute CO2 Bilanz • Keine potentielle Brand- oder Explosionsgefahr in den angeschlossenen Gebäuden (wie z.B. Gas) • Kohlendioxidarm • Unerschöpflich • Niedrige Geräuschentwicklung • Zuverlässig

  11. Ökonomische Aspekte Kosten • Brennstoffkosten sollen durch Investitionskosten ersetzt werden • Neues Fernwärmenetz bis zu 50% der Gesamtinvestitionen • Bei vorhandenem Netz: Bohrung ist der Hauptkostenfaktor • Spanne von 3 Mio € bei Versorgung Einzelobjekte und Erdwärmesonde • bis 100 Mio € für 4000 Meter Dublette und Neubau Fernwärmenetz

  12. Beispiele • Deutschland • Unterhaching: 3,9 Mwel, 38 MWth, 3350 Meter Tiefe, Kalina Kraftwerk • Ca. 26 größere Anlagen zwischen 100 kW und 20 MW • Meist Wärmegewinnung und Thermalbäder • Gesamt: ca. 128 MWth • 150 weitere Projekte in Planung • Weltweit • Insgesamt 28.000 MWth und 9000 MWel • Hauptsächlich in Island, Philipinen, Indonesien, Japan, Neuseeland

  13. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

  14. Quellen • http://www.gw-holzkirchen.de/cms/Geothermie/Geothermie.html • Zukunft der Energieversorgung (Innovationsbeirat Innovationsbeirat der Landesreg.) • http://www.erdwerk.com/hintergrund/was-ist-geothermie/ • http://tu-freiberg.de/ze/geothermie/tg_grundlagen.html • http://www.gawn.de/seminars/wasserberlin09/25.03/Tiefe_geothermische_Systeme.pdf • http://www.geothermie.de/fileadmin/useruploads/Service/Publikationen/Hintergrundpapier_Stimulation_GtV-BV.pdf

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