Ernst Huenges1, Silke Köhler1, Wolfgang Bogenrieder2
Geothermie – Nachhaltige Stromerzeugung mit KWK
Jahrestagung Forschungsverbund Sonnenenergie 21. / 22. 09 Berlin
1GeoForschungsZentrum Potsdam2Vattenfall Europe Renewables GmbH
Kombinierte Bereitstellung Strom und Wärme
Zusätzliche Randbedingungen aufgrund des Wärmebedarfs
Auskühlung Thermalwasser
Massenstrom Thermalwasser
Thermalwassertemperatur > Heiznetztemperatur
Nicht immer KWK
Heizwerk
T
QH
THW,in
THW,outTH1TH2
Wärme
KraftwerkT
s
Abwärmeelektrische
Energie
Thermalwassertemperatur ≈HeiznetztemperaturSubsysteme im Wettbewerb
Heizwerk
T
QH
THW,in
THW,outTH1TH2
Wärme
KraftwerkT
s
Abwärmeelektrische
Energie
Entwicklung geothermischer Technologien
• NutzungOrganic Rankine oder Kalina Cycle
Prinzip• Thermalwasserkreis
~ 100 - 200 °C, ~ 2 - 5 km tief
Herausforderung:
• das Reservoir finden
• die Wärme effizient fördern und wandeln
• erschließen und stimulieren
Helmholtz-ForschungsthemaGeothermische Technologien
Heizkraftwerk Neustadt-GleweErstes geothermisches Kraftwerk in DeutschlandWissenschaftliche Auswertung durch GFZ in Kooperation mit VattenfallBetriebserfahrung ist Basis für weitere Technologieentwicklung
Forschungsstandort Groß Schönebeck
• Forschungsbohrung imSedimentgestein in
• 4,3 km Tiefe bei 150 °C
Was wurde gemacht und erreicht:
• Stimulation der Speicher-gesteine durch „hydraulic-fracturing“
• Ziel: Erhöhung der Förderratean heißem Tiefenwasser biszum wirtschaftlich nutzbarenBereich
BMU-Projekt: Technologieentwicklung zur Bereitstellung von Grundlaststrom aus Erdwärme
Ausbau Geothermielabor Groß Schönebeck
Geothermische Strom-erzeugung setzt 2 tiefe Bohrungen, einen nach-haltigen Thermalwasser-kreislauf und ein obertä-giges Kraftwerk voraus.
Vor uns liegende Ziele:1. Fündigkeit für 750
kW-Kraftwerk2. Nachweis der Nach-
haltigkeit (Zirkulation)
Beginn einer zweiten Tiefbohrung in
Groß Schönebeck
c Geothermal Education Office
Groß Schönebeck Status Quo 20.09.06
Einbau 13 3/8“ Rohr
Einbau 18 5/8“ Rohr
Reparatur an der Anlage
Einbau 9 5/8“ Liner
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Wär
mel
eist
ung
(kW
)
Zeitdauer in h/a
MHKW- Wärme
Gesamtwärmebedarf
maximale MHKW- Wärme bei kompletter
Deckung des Strombedarfs
MHKW- Wärme in denSpeicherWärme aus demSpeicher
Wärme ausSpitzenlastkessel
Direktnutzung derMHKW- Wärme
Stromgeführte KWK: Beispiel Parlamentsbauten
Quelle: GTN
Aquiferspeicher für die Parlamentsgebäude
Quelle: Bundesbaugesellschaft, GTN
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28.06.03 25.11.03 23.04.04 20.09.04 17.02.05 17.07.05 14.12.05
Tem
pera
tur (
°C)
Simulation AusspeichernMesswert AusspeichernMesswert Einspeichern
Temperaturen Wärmespeicher Parlamentsbauten
Aus der Sicht eines Energieversorgers
Investitionen unterliegen der LangzeitplanungWirtschaftliche KriterienTreibhausproblematik – EmissionshandelSicherheit beim BrennstoffeinkaufZukunftsfähigkeit
Mittelfristiges Programm Vattenfall EuropeHocheffiziente KohlekraftwerkeCO2 freie Kohlekraftwerke – heimische Energie
Erneuerbare EnergienOffshore WKA, BiomasseGeothermie Neustadt-Glewe, Groß Schönebeck
Zusammenfassung Geothermie und nachhaltige Stromerzeugung mit
KWK erfordert TechnologieentwicklungNeustadt-Glewe TeillastbetriebGroß Schönebeck Sichere Erschließung tiefer
AquifereParlamentsbauten Zeitverhalten und Einbindung
in Energiesysteme
Technologietransfer: gemeinsam mit Unternehmen der Energiewirtschaft
Projektabwicklung: Geologisches, technisches, finanzielles Management Einbindung in NetzstrukturenFördern F&E anhand von Pilot- und Demonstrationsanlagen