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  1. Geologie -Grundlage zu Erschließung des geothermischen Energien-

  2. Gliederung 1. Geologie 1.1Definition Geologie 1.2 Erdentstehung 1.3 Erdaufbau und Platentektonik 1.4 Mineralien und Gesteine B.-Ing. Christian Petri

  3. Gliederung 2. Geothermie 2.1 Geothermische Energie 2.2 Geothermische Systeme/Verfahren 3. Geologie und Einsatzmöglichkeiten von Geothermie in Deutschland B.-Ing. Christian Petri

  4. 1. Geologie Abb. 1: Gipstagebau B.-Ing. Christian Petri

  5. 1.1 Definition Geologie „Geologie: (griechisch) „Erde“ und „Lehre“, ist die Wissenschaft vom Aufbau, von der Zusammensetzung und Struktur der Erde, ihren physikalischen Eigenschaften und ihrer Entwicklungsgeschichte, sowie der Prozesse, die sie formten und auch heute noch formen. Abweichend von der eigentlichen Bedeutung verwendet man das Wort auch für geologischen Aufbau.“ (Quelle: GtV-2013 a) B.-Ing. Christian Petri

  6. 1.2 Erdentstehung B.-Ing. Christian Petri Abb. 2: Erdentstehung (Quelle: Stuth-2009, verändert)

  7. 1.3 Erdaufbau und Plattentektonik Abb. 3: Schalenaufbau der Erde (Quelle: GtV-2013 b und Energiewelten-2013 c, verändert) B.-Ing. Christian Petri

  8. 1.3 Erdaufbau und Plattentektonik Abb. 4: Konvektionsströme als Grundlage für die Plattentektonik (Quelle: Tarbuk,Lutgens-2009, S. 402) B.-Ing. Christian Petri

  9. 1 Eurasische Platte 2 Philippinische Platte 3 Juan-de-Fuca-Platte 4 Pazifische Platte 5 Cocos-Platte 6 Indisch-Australische-Platte 7 Nazca-Platte 8 Nordamerikanische Platte 9 Anatolische (Ägäische) Platte 10 Antarktische Platte 11 Karibische Platte 12 Südamerikanische Platte 13 Afrikanische Platte 14 Somalische Platte 15 Arabische Platte 1 8 3 9 15 2 11 5 4 13 14 7 12 6 10 Abb. 5: Kontinentalplatten (Quelle: Stuth-2009, verändert) B.-Ing. Christian Petri

  10. a) divergierende Plattengrenzen ozeanische Kruste kontinentale Kruste 3 b Seafloor-Spreading Riftvorgang 11 1 Mittelatlantischer Rücken 2 Ostpazifischer Rücken 3 Ostafrikanisches Rift-Valley 4 Golf von Kalifornien 7 4 1 3 2 B.-Ing. Christian Petri Abb. 6: Divergierte Plattengrenzen (Quelle: Stuth-2009, verändert)

  11. b) konvergierende Plattengrenzen 3 Gebirgsbildung Tiefseerinne/-graben Inselbogen 11 1 Himalaya (a) 2 zirkumpazifischer Feuerring (b) 3 japanischer Inselbogen (c) 1 3 2 B.-Ing. Christian Petri Abb. 7: konvergierende Plattengrenzen (Quelle: Stuth-2009, verändert)

  12. c) Transformstörungen 3 11 Abb. 8: Transformationsstörung (Quelle: Stuth-2009, verändert) B.-Ing. Christian Petri

  13. 1.4 Minerale und Gesteine gesteinsbildende Minerale sind: - Silikate/Silicate Bsp. Quarz, Tonminerale • Oxide Bsp. Hämatit, Korund • Karbonate/Carbonate Bsp. Calcit, Dolomit - Sulfide Bsp. Pyrit - Sulfate Bsp. Schwerspat, Gips, Anhydrit B.-Ing. Christian Petri

  14. 1.4 Minerale und Gesteine Abb. 9: Kreislauf der Gesteine (Quelle: Stuth-2009, verändert) B.-Ing. Christian Petri

  15. 1.4 Minerale und Gesteine Tabelle 1: Gesteinsherkunft (Quelle: Schuhmann-1977, verändert) B.-Ing. Christian Petri

  16. 1.4 Minerale und Gesteine Abb. 10: Aquifere und deren Trägergestein (Quelle: Stuth-2011, verändert) B.-Ing. Christian Petri

  17. 1.4 Minerale und Gesteine Abb. 11: Aquifere (Quelle: BMU-2011, unv.) B.-Ing. Christian Petri

  18. 2. Geothermie B.-Ing. Christian Petri

  19. 2.1 Geothermische Energie • ist die unterhalb der festen Oberfläche der Erde gespeicherte Wärmeenergie • 30% der Energien stammten direkt aus dem heißen Erdkern und 70% durch den ständigen radioaktiven Zerfall im Erdmantel und Erdkruste • nimmt mit zunehmender Erdtiefe zu • in Mitteleuropa nimmt die Temperatur um etwa 3 °C pro 100 m Tiefe zu (regionalen Unterschieden) B.-Ing. Christian Petri

  20. 2.1 Geothermische Energie • im Erdkern Temperaturen von etwa 5.000 - 7.000 °C • die in der Erde gespeicherte Wärme ist nach menschlichen Existenz unerschöpflich • Nutzdauer einer tiefengeothermischen Lagerstätte ist auf etwa 20-30 Jahre begrenzt und benötigt mehreren hundert Jahren zur Regeneration (somit bedingt regenerative Energie) B.-Ing. Christian Petri

  21. 2.1 Geothermische Energie • Wärmemenge resultiert aus: • aus der Erdentstehung • aus dem radioaktiven Zerfall (Uran-,Thorium-, u. Kalium-Isotopen) in der Erdkruste und Erdmantel • Wärmestrom durch Magmabewegung (Konvektionsströme) und Wasserreservoir • Synonyme für Geothermische Energie lauten Erdwärme bzw. Geothermie B.-Ing. Christian Petri

  22. 2.1 Geothermische Energie • Unterscheidung der Geothermie in Oberflächennahe und Tiefe Geothermie • weiter Unterscheidung der Tiefe Geothermie in Hydrothermale (Wärme aus Wasser) und Petrothermale (Wärme aus Gestein) Systeme B.-Ing. Christian Petri

  23. 2.3 Geothermische Systeme/Verfahren Tabelle 2: Verfahren der oberflächennahen Geothermie B.-Ing. Christian Petri

  24. Abbildung 13: Erdwärmesonden (Quelle: GtV-2013 b, unv.) B.-Ing. Christian Petri

  25. 2.3 Geothermische Systeme/Verfahren Tabelle 3: Verfahren der Tiefe Geothermie B.-Ing. Christian Petri

  26. B.-Ing. Christian Petri Abb. 14: Nutzungsformen der Geothermie (Quelle: LBGR-2013 f, unv.)

  27. 3. Geologie und Einsatzmöglichkeit von Geothermie in Deutschland Abb. 15: Geothermiebohrung in Unterhachingen (Quelle: BMU-2011, S. 36, unv.) B.-Ing. Christian Petri

  28. Abb. 16: vereinfachte geologische Übersichtskarte von Deutschland u. geologische Zeitskala (Quelle: Henningsen, Katzung-2002, Einband, verändert) B.-Ing. Christian Petri

  29. Abb. 17: Tertiär-Senken und junge Vulkangebiete (Quelle: Henningsen, Katzung-2002, S. 135, unv.) B.-Ing. Christian Petri

  30. Erläuterung HB: Heidelburgel Gangschar Kb: Katzenbuckel Ks: Kaiserstuhl Nh: Nordhessische Basalt-Gebiet Sg: Siebengebierge Ur: Uracher Vulkangebiet Ww: Westerwald

  31. Abb. 18: Hydrothermale Reservoir in Deutschland (Quelle: BMU-2011, S. 59, unv.) B.-Ing. Christian Petri

  32. Graue Felder sind nicht ausreichend erkundet Abb. 19: Verteilung der Untergrundtemperatur in Deutschland (Quelle: BMU-2011, S. 58, unv.) B.-Ing. Christian Petri

  33. Abb. 21: Hydrothermale Reservoir in Deutschland mit bereits errichteten Anlagen (Quelle: BMU-2011, S. 59 und Energiewelten-2013 d, verändert.) B.-Ing. Christian Petri

  34. Tabelle: Nutzung von Geothermie in Deutschland (Quelle: GtV-2013 b, verändert) B.-Ing. Christian Petri

  35. Fazit Eine Erschließung der, in der Erde vorhandene, geothermische Energie erfordern geologischen sowie hydrologischen Kenntnisse des Untergrundes! B.-Ing. Christian Petri

  36. Quellen • GtV-2013 a Internet: GtV-Bundesverband Geothermie e.V.: „Geologie“. http://www.geothermie.de/wissenswelt/glossar- lexikon/g/geologie.html, zuletzt besucht am 05.08.2013. • GtV-2013 b Internet: GtV-Bundesverband Geothermie e.V.: „Einstieg in die Geothermie“. http://www.geothermie.de/wissenswelt/geothermie/einstieg-in- die-geothermie.html, zuletzt besucht am 05.08.2013. • BMU-2011 Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Broschüre: „Tiefe Geothermie“, Nutzungsmöglichkeiten in Deutschland. Stand 09.2011. http://www.erneuerbare-energien.de/fileadmin/ee- import/files/pdfs/allgemein/application/pdf/broschuere_g eothermie_tief_bf.pdf, zuletzt besucht am 05.08.2013. • DRadio-2013 Internet: DRadio Wissen: „Geothermie“, Die Wärme aus der Erde, Betrag vom 11.05.2011. http://wissen.dradio.de/geothermie-die- waerme-aus-der-erde.33.de.html?dram:article_id=10035#, zuletzt Besucht am 05.08.2013. B.-Ing. Christian Petri

  37. Quellen • Energiewelten-2013 a Internet: HEA - Fachgemeinschaft für effiziente Energieanwendung e.V., Lexikon Energiewelten: „Geothermische Systeme“. http://www.energiewelten.de/elexikon/lexikon/index3.htm, zuletzt besucht am 05.08.2013. • Energiewelten-2013 b Internet: HEA - Fachgemeinschaft für effiziente Energieanwendung e.V., Lexikon Energiewelten: „Geothermie-allgemein“. http://www.energiewelten.de/elexikon/lexikon/index3.htm, zuletzt besucht am 05.08.2013. • Energiewelten-2013 c Internet: HEA - Fachgemeinschaft für effiziente Energieanwendung e.V., Lexikon Energiewelten: „Geothermie-Aufbau der Erde“. http://www.energiewelten.de/elexikon/lexikon/index3.htm, zuletzt besucht am 05.08.2013. B.-Ing. Christian Petri

  38. Quellen • Energiewelten-2013 d Energiewelten-2013 c Internet: HEA - Fachgemeinschaft für effiziente Energieanwendung e.V., Lexikon Energiewelten: „Geothermie-Deutschland“. http://www.energiewelten.de/elexikon/lexikon/index3.htm, zuletzt besucht am 05.08.2013. • LBGR-2013 a Internet: Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR) Brandenburg: „Geothermie“. http://www.lbgr.brandenburg.de/cms/detail. php/lbm1.c.361609.de#, zuletzt besucht am 05.08.2013. • LBGR-2013 b Internet: Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR) Brandenburg: „Hydrothermale Geothermie“. http://www.lbgr.brandenburg.de/sixcms/detail.php?id=lbm1. c.361733.de, zuletzt besucht am 05.08.2013. • LBGR-2013 c Internet: Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR) Brandenburg: „Hot Dry Rock Technologie“. http://www.lbgr.brandenburg.de/sixcms/detail.php?id=lbm1. c.361739.de, zuletzt besucht am 05.08.2013. B.-Ing. Christian Petri

  39. Quellen • LBGR-2013 d Internet: Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR) Brandenburg: „Tiefe Erdwärmesonde“. http://www.lbgr.brandenburg.de/sixcms/detail.php?id=lbm1.c.361737.de, zuletzt besucht am 05.08.2013. • LBGR-2013 e Internet: Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR) Brandenburg: „Oberflächennahe Geothermie“. http://www.lbgr.brandenburg.de/sixcms/detail.php?id=lbm1.c.361725.de, zuletzt besucht am 05.08.2013. • LBGR-2013 f Internet: Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR) Brandenburg: „Tiefe Geothermie“. http://www.lbgr.brandenburg.de/sixcms/detail.php/lbm1.c.361612.de, zuletzt besucht am 05.08.2013. • Stuth-2009 Fachhochschule Nordhausen: Vorlesungs-Skript Geowissenschaftliche Grundlagen, Studiengang Umwelt-und Recyclingtechnik, Sommersemester 2009; unv. B.-Ing. Christian Petri

  40. Quellen • Stuth-2011 Fachhochschule Nordhausen: Vorlesungs-Skript Angewandte Hydrogeologie, Studiengang Umwelt-und Recyclingtechnik, Wintersemester 2010-2011; unv. • Tarbuk,Lutgens-2009 Lutgen, F.;Tarbuck, E.: Allgemeine Geologie, 9. Aktualisierte Auflage. Pearson Studium, München, 2009. • Henningsen, Katzung-2002 Henningsen, D.; Katzung, G.: „Einführung in die Geologie Deutschlands“, 6. überarbeitet Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, 2002. • Schuhmann-1977 Schuhmann, W. „Steine+Mineralien“, BLV Bestimmungsbuch 7, 5. Auflage. BLV Verlagsgesellschaft, München, 1977. B.-Ing. Christian Petri

  41. Danke für Ihre Aufmerksamkeit. B.-Ing. Christian Petri