Geothermie Projekte in der Karibik mit Fokus auf Guadeloupe Tarik Djamai. Matrikelnummer 28250052 Lukas Machelett. Matrikelnummer 29207813 Geothermie Projekte in der Karibik mit Fokus auf Guadeloupe Universität Kassel / Geothermie Veranstaltung SS2011

Gliederung 1. Geothermisches Potential der kleinen Antillen 2. Geothermisches Potential – Guadeloupe 3. Bouillante-Kraftwerk Umsetzung 4. Von der Quelle ins Kraftwerk 5. Sozioökonimische Synergieeffekte

1. Geothermisches Potential der kleinen Antillen (+) (+++) (++) (+) (+)

2. Geothermisches Potential Guadeloupe Monserrat-Marie Spalte aktive Vulkane Unterwasservulkane Vulkankette der Bouillante (1.000.000 Jahre alt)

2.1 Besondere Gegebenheiten in Bouillante Deckgestein (Smektit) Reservoir (Faustform) ~240°C „Pferdeschwanz-Bruch“ Hydrothermale Oberflächenthermie Thermalquellen Eruptionszentrum Bohrungen

2.2 Sozioökonomische & politische Aspekte Allgemeine Daten : - 1780km² Fläche - 400.000 Einwohner - Haupteinnahmequellen → Tourismus,Landwirtschaft (Rohrzucker), Leichtindustrie (Rumherstellung) - Arbeitslosenquote bei ca 30 % Energieversorgung : Einbeziehung & Akzeptenz der Bevölkerung : - Informationen → umweltfreundliche Nutzung von Geothermie - mögl. Kraftwerksbesichtigungen → besseres Verständnis der eingesetzten Technik - geothermische Ressourcen → natürlicher Teil der Umwelt Primärer Energiebedarf Guadeloupe (2006) Energieherstellung Sektoren Wohnen Erdöl Transport Kohle Industrie erneuerbare Energien Dienstleistung Landwirtschaft

2.3 Forschung & Studien Geothermische Exploration - Bouillante 1963-64 : Erste Untersuchungen bzgl. der Geologie & des Tempearturgradienten (durchgeführt vom BRGM , finanziert durch die SPDEG) 1970 : Bohrung von drei Quellen (BO-1,BO-2 & BO-3 durch EURAFREP ) BO-2 (338m) eine große Produktionskapazität auf (Dampf 30 t/h & Wasser 120 t/h bei einer Temperatur von 242°C) 1974-77 : Bohrung des von BO-4 (1200m) Unzureichende Dampfmenge, selbst bei der Erweiterung auf 2500m , blieb die Menge an Dampf unwirtschaftlich 1982 : Bau einer Pilot-Anlage mit einer 4,5 MW Turbine (umgesetzt durch EDF) angetrieben durch BO-2 Inbetrieb von 1986 bis 1992 1996 : Wiederherstellung der zuvor gebauten Pilot-Anlage (Bouillant-1) zur industriellen Produktion von Strom (durch Géothermie Bouillante S.A) 23 Gwh (1998) (2% des Energiebedarfs von Guadeloupe)

1995-99 : Studien zur Erkundung von günstigen geothermischen Gebieten Dabei würde die Bouillante Bay als besonders geeignet identifiziert Stimulations-Experimante „thermal cracking“ (1998 ) im BO-4 durch geführt um dessen Produktivität zu erhöhen Danach Start des Bouillante-2 Projektes 2000-01 : Bohrung drei neuer Quellen (BO-5,BO-6 & BO-7) bis in eine Tiefe von 1000-1200m BO-5 & BO-6 ähnliche Fluid-Zusammensetzung wie BO-2 & BO-4 a Temperaturspitze liegt bei 250-260°C BO-7 ist unproduktiv 2002-2004 : Kraftwerk-1 von BO-2 getrennt & nun von BO-5/BO-6 versorgt Untersuchungen & Probebohrungen für das Bouillante-3 Projekt im Norden der Bouillante-Bay 2005 : Bouillant-1 (4,5MW) & Bouillante-2 (11MW) ,versorgt durch BO-4,BO-5 & BO-6 , liefern nun 10% des für Guadeloupe benötigten Stroms

2.4 Identifikation eines geeigneten Standorts Region mit der höchsten Bodentemperatur

2.5 Reservoir-Charakteristika frakturiertes Reservoir : - Verwerfungsformation mit O-W Ausrichtung permeable & nicht-permeable Formationen Tiefengeothermie Kalkgestein Anwesenheit von Wasser Vulkangestein Magmakammer

- Reservoir-Fluid : Fluid mit einem TDS- Wert (total dissolved solids) von 20 g/l & einen pH-Wert von 5,3 Kombination aus Meerwasser & Süßwasser - Gas-Dampf Verhältnis liegt bei 0,4-0,5 [4-4,5kg CO2/t Dampf ] - Temperatur-Bereich : 250-260°C - Porosität : 10-15% (geschätzt) Meerwasser 42% 58 % Frischwasser

3. Bouillante-Kraftwerk Umsetzung BO-4, BO-5, BO-6, BO-7 BO-2 Pumpstation Bouillante City Geothermisches Kraftwerk

3.1 Bohrungen

3.2 Quellen-Charakteristika Deckschicht abnehmender T-Gradient niedriger T-Gradient Cocagne Bruch → hohe Permeabilität Descoudes Bruch → keine Permeabilität Plateau Bruch → niedrige Permeabilität

3.3 Vergleich mit Soulz & mögl.Erklärung für T-Amomalie ca. 240°C ca. 60°C Isolator Speicher

3.5 Produktivität

4. Von den Quellen ins Kraftwerk

4.1 Anlagenaufbau 1 2 3 4 5 6 7 8 Natürlicher Wassereintrag Geothermisches Reservoir 3 Bohrungsplattform Abgasrohr 4 Geothermisches Reservoir Generator 5 Turbinenhaus 6 Druckkondensator Dampfturbine 7 Pumpsation 8 Umspannstation

4.2 Energieerzeugung-Schema Double-Flash Prozess : separiertes Wasser 1.Seperator → Entspannung (Dampfbildung) → 2.Seperator wiederum separiert → Dampf in 2. (Niederdruck-)Turbine oder in einem ergänzenden Niederdruckteil der HD-Turbine entspannt. Nutzung für Thermal-/Heilbäder

4.2 Installierte Leistung Bouillante-2 : 11 MW (Simple-Flash Prozess) Investitionskosten → 30 Mio. € Bouillante-1 : 4,7 MW (Double-Flash Prozess) Inverstitionskosten → 34,2 Mio. € Gesamtleistung : ca. 15 MW Gesamtproduktion : - 110-120 GWh → 10% Gesamtenergiebedarfs - hohe Verfügbarkeit > 85%

5. Sozioökonomische Synergieeffekte Direkt Gewinne : Schaffung von Arbeitsplätzen (10-12 Kraftwerkmitarbeiter) Jährliche Einnahmen 7 Mio. € Steuereinnahmen Aktivierung von Lieferanten & Zeitarbeitsplätzen , meistens während der Bohr- & Bauphasen - Elektroingenieure - Rohrbau, Schweißarbeiten, Wärmedämmung Ausbau der Infrastruktur, Wachdienst, Indirekte Gewinne : Schaffung von Öko-Tourismus → Image-Verbesserung & Tourismuszuwachs Niedrige Stromerzeugungskosten (0,08 Cent/kWh) Einsparung fossiler Energieträger & Emissionsreduzierung

5.1 Ausblicke in die Zukunft Zukunftsvisionen : Ausbau des vorhandenen Potentials vollständige Energieautarkie Erfahrungstransfer Schaffung eines Verbundnetzwerkes

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