Das Geothermieprojekt Unterhaching Prof. Dr. M. Koch Präsentation von Raphael Spiekermann

Agenda Geologische Voraussetzungen Hauptanforderungen Technisches Konzept Anlagentechnik Die Kalina-Anlage Besonderheiten Chronik Fazit

Geologische Voraussetzungen Rot = Stromerzeugung wirtschaftlich möglich Thermalwasser Aquifere in einer Tiefe von rund 3500m Tiefe mit einer Mächtigkeit bis 600 m Für den Bohransatzpunkt wurden alte seismikdaten neu ausgewertet

Hauptanforderungen Erschließung von Thermalwasser mit bis zu 150 l/s bei ca. 115 ° C Errichtung eines geschlossenen Thermalwasserkreislaufs mit Hilfe des Doublettenprinzips (Förder- und Reinjektionsbohrung) Absicherung der Tiefbohrung gegen Nicht- und Teilfündigkeit Einsatz eines Verstromungsprozesses mit hohem Wirkungsgrad mit Nettoausgangsleistung >2 MWel Bereitstellung kostengünstiger Wärme für eine Fernwärmenutzung für Gebäude, min 4 MWth Wirtschaftlicher Betrieb der Gesamtanlage

Technisches Konzept 2 parallele Wärmetauscher  dadurch betrieb sehr gut regelbar

Technisches Konzept Ursprünglich geplant: Stromgeführter Betrieb - Spitzenleistung Kalina-Anlage 4,7 MWel - Fernwärmenetz 4 MWth Technisch Umgesetzt: Wärmegeführter Betrieb - Fernwärmenetz 30 MWth (Ausbau bis 70 MWth geplant) - 56 km Fernwärmenetz (größter Ausbau seit 80-er) - 150 l/sek mit 123 °C ≈ 38 MWth - Jährliche Wärmemenge ca. 100 000 MWhth - Spitzenleistung Kalina-Anlage 4,1 MWel (Durschnitt 3,36 MWel) - Jährliche Strommenge 27 000 Mwhel - 30 000 t/a Emmissionseinsparung Run auf Verträge für Wärmeabnahme aus Fernewärmenetz

Jahresganglinie Fernwärmenetz Technisches Konzept Jahresganglinie Fernwärmenetz Wärmeinput durch wirtschaftliches optimum bestimmt  konstant  anders als gewöhnliche KWK  beste recourcennutzung

Die 12-stufige Tiefenpumpe Anlagentechnik Die 12-stufige Tiefenpumpe Förderrate 150l/sek Neuentwicklung, da für die gegebenen Leistungswerte von 150 l/sek bei 120 °C und der gegebenen chemischen Zusammensetzung keine Pumpe auf dem Markt vorhanden 4,6 mrd Liter Thermalwasser nach oben über 3,6 km Thermalwassertrasse

Redundanz- und Spitzenlastheizwerk Anlagentechnik Redundanz- und Spitzenlastheizwerk Fernwärmepumpen Druckhaltung für Fernwärmenetz 2 Heißwasserspeicher mit je 120 m³ 2 Ausgleichsbehälter mit je 100 m³ 2 Ausdehnungsbehälter mit je 10 m³ 2 Kessel (Gas/Heizöl) mit je 23,5 MWth 2 unterirdische Heizöltanks mit je 100 m³ Ursprünglich geplant als stromgeführte Anlage

Das Geothermiekraftwerk Anlagentechnik Das Geothermiekraftwerk Ursprünglich geplant als stromgeführte Anlage 2 Wärmetauscher Kühlturm Kalina-Anlage

1970er Jahren – Alexander Kalina Die Kalina-Anlage 1970er Jahren – Alexander Kalina Wegen der unterschiedlichen Siedepunkte beider Substanzen entstehen bei der Verdampfung (nichtisotherme Verdampfung) des Zwei-Stoff-Gemischs ein ammoniakreicher Dampf und eine ammoniakarme Flüssigkeit. Der Dampf wird abgetrennt und treibt die Turbine. Anschließend wird er mit der entspannten Flüssigkeit wieder zusammengeführt. 25 %-ige erhöhung des ausgangsstroms durch zweistoffgemisch gegenüber einstoffdampfkreislauf (ORC)

Besonderheiten Abschluss der ersten privatwirtschaftlichen Fündigkeitsversicherung für eine Tiefenbohrung mit der Münchner Rückversicherung Bis dahin Investitionshindernis Nr. 1 Meilenstein in der Branche Heute verschiedene Alternativen auf dem Markt Bohrung als Gesamtpaket aus einer Hand mit festem Preis  Verantwortung liegt beim Bohrunternehmen, Auftraggeber trägt nur das geologische Baugrundrisiko (Gewöhnlich ist das Bohrunternehmen nur ein “Werkzeug“ des Auftraggebers, er trägt die volle Verantwortung) Ursprünglich geplant als stromgeführte Anlage

Besonderheiten Stickstoffbeaufschlagung des Thermalwasserkreislaufs Verbindung Strom-Wärme einzigartig Erste, von Siemens entwickelte Kalina-Anlage Ursprünglich geplant als stromgeführte Anlage

Chronik 19. September 2001: Gemeinderat Unterhaching beschließt das Projekt, konkrete Planung begonnen 6 . Februar 2004: offiziell erste Bohrung gestartet (bis Mitte September 2004) 22. Juni 2006: zweite Bohrung gestartet (bis November 2007) April 2009: Abnahme der Stromerzeugungsanlage der Siemens AG durch die Geothermie Unterhaching GmbH & Co KG Ursprünglich geplant als stromgeführte Anlage

Fazit Anlage wird wirtschaftlich betrieben Investitionskosten 72 Mio, Amortisationszeit 13-15 Jahre Emissionsfreie Strom- und Wärmegewinnung Bietet den Kunden eine sichere und preisstabile Wärmeversorgung für mindestens 20 – 30 Jahre Im Laufe des Projekts wurde viel Pionierarbeit geleistet  Tor zur breiten Markteinführung der tiefengeothermischen Strom- und Wärmegewinnung in Deutschland geöffnet Pionierarbeit technisch und Rechtlich

Vielen Dank! Pionierarbeit technisch und Rechtlich

Quellen http://www.geothermie-unterhaching.de/cms/geothermie/geothermie_web.nsf/id/pa_home_d.html http://de.wikipedia.org/wiki/Kalina-Kreisprozess http://www.udo-leuschner.de/basiswissen/SB112-05.htm http://www.recurrentengineering.com/technology.html http://www.tiefegeothermie.de/index.php?id=49&tx_ttnews[tt_news]=225&tx_ttnews[backPid]=48&cHash=6388c5b49a http://www.hessenenergie.de/Downloads/Veranstaltungen/Nachl-Tiefen-Geo/Tiefen-Geo_2006/PDF_Vortraege/VortrProf.Petry.pdf http://www.tnt-ag.de/kostenr10.html Pionierarbeit technisch und Rechtlich