Erstellung eines Geothermischen Informationssystems für Deutschland GeotIS Rüdiger Schulz Geothermische Energie Das Projekt Ausblick Informationsveranstaltung für die SGD, Hannover, 21.06.2006

Unerforschte Formen Geo- / ozeanische Energie Solarenergie Neue Biomasse Windenergie Wasserkraft Traditionelle Biomasse Kernkraft Erdgas Erdöl Kohle Shell: Weltenergieverbrauch steigt in den nächsten 50 Jahren auf das Dreifache, die Weltbevölkerung von 6 auf 10 Milliarden. Und Kyoto…?

Europaweite Geothermie-Atlanten 1975 - 1980 (Hänel & Staroste): Atlas of Subsurface Temperatures in the European Community 1982 - 1988 (Hänel & Staroste): Atlas of Geothermal Resources in the European Community, Austria, and Switzerland 1983 - 1992 (Hurtig, Cermak, Hänel & Zui): Geothermal Atlas of Europe 1995 - 1997 (Hurter & Hänel): Atlas of Geothermal Resources in Europe

Karte aus dem Geothermie-Atlas von Hurter & Hänel

Geothermische Energie Speichersysteme Nutzungsarten Petrothermale Systeme Gestein, Magma Hot-Dry-Rock - Technologie Hydrothermale Systeme (>150 °C) Hochdruckwasserzonen Dampfsysteme Heißwassersysteme Stromerzeugung Hydrogeothermische Systeme (<150 °C) Aquifere Thermalwasser Stromerzeugung (>100 °C) Direkte Nutzung Oberflächennahe Systeme max. 25 °C, 400 m Wärmepumpen

Geothermische Wärmenutzung Aquifere Norddeutsches Becken Speicherkomplex Lias – Rät Mittlerer Buntsandstein Rotliegend-Sandsteine Unterkreide-Sandsteine Dogger-Sandsteine Keuper-Sandsteine Oberrheingraben Oberer Muschelkalk Mittlerer Buntsandstein Molasse-Becken Malmkarst (Oberer Jura)

Geothermische Stromerzeugung Aquifere Norddeutsches Becken Rotliegend-Sandsteine Oberrheingraben Buntsandstein & Muschelkalk Molasse-Becken Malmkarst

Direkte Nutzung 1- 40 MWt Dublette Tiefe: 1.500 – 3.000 m

Direkte Nutzung Stand 2004 7 Anlagen mit einer instal-lierten Leistung von mehr als 5 MW: 120 MW

Direkte Nutzung 135 MWt Stand 2004 7 Anlagen mit einer instal-lierten Leistung von mehr als 5 MW: 120 MW 24 Anlagen mit einer instal-lierten Leistung von 0,1 bis 5 MW : 15 MW 31 Anlagen mit einer instal-lierten Leistung von 135 MW

Stromproduktion 0,23 MWe Stand 2004 Neustadt-Glewe ORC Turbine Demonstrationsanlage (BMU-Förderung) Stand 2004 Neustadt-Glewe Stromproduktion: 230 kW Jährliche Energie: 1500 MWh/a Neustadt-Glewe

Stromproduktion 1- 5 MWe Im Bau 7 Anlagen

Stromproduktion 1- 5 MWe Im Bau 7 Anlagen Projekt Unterhaching Stromleistung: ca. 3 MW

Stromproduktion 1- 5 MWe Im Bau 7 Anlagen Projekt Unterhaching Stromleistung: ca. 3 MW

Geothermische Stromprojekte Bundesland Betrieb Bau Ge-plant  öff. För-derung max. inst. Leistung () Bayern BY 1 33 34 150 MWe Baden-Württemberg BW 2 21 23 125 MWe Rheinland-Pfalz RP 3 15 18 100 MWe Hessen HE 3 MWe Mecklenburg-Vorp./ Brandenburg MVBB Deutschland 7 70 78 ~ 380 MWe Bau: mind. 1 Bohrung abgeteuft Geplant: Bergrechte vorhanden Öff. Förderung: ZIP-Programm Stand: Sept. 2005

Fündigkeitsrisiko: Definition Das Fündigkeitsrisiko bei geothermischen Bohrungen ist das Risiko, ein geothermisches Reservoir mit einer (oder mehreren) Bohrung(en) in nicht ausreichender Quantität oder Qualität zu erschließen. Die Quantität wird definiert über Leistung P = ρFcFQ (Ti – To) Die ausreichende Energieabgabe ist Betriebsrisiko Energie E = ρFcFQ (Ti – To) Δt

Aufbau eines Geothermischen Informationssystems auf Basis des FIS Geophysik Aquifertyp : porös, klüftig, karstig Tiefe/Struktur : Reflexionsseismik (FIS Kohlenwasserstoff) Verbreitung, Mächtigkeit 3D-Untergrundmodell Bisher (noch) nicht digital vorhanden Temperaturen : Abgeleitet aus der Tiefe Berechnet im FIS Geophysik (Subsystem Temperaturen) Ergiebigkeit : Abgeleitet aus Aquifertyp und Bohrungen Bisher nicht in Datenbanken vorhanden

Tiefe und Struktur Geothermisches Kartenwerk von NO-Deutschland 1: 200.000 Beispiel: Top Lias (Speicherkomplex Lias-Rät)

Fachinformationssystem Geophysik @ Geophysik online – Das Fachinformationssystem Geophysik

Aktuelle Datenbestände Fachinformationssystem Geophysik Aktuelle Datenbestände Verfahren Aktueller Datenbankinhalt Bohrlochgeophysik ca. 1.500 Logs aus 350 Bohrungen mit max. 70.000 Teufen-Steps; 37 eingesetzte Sonden versch. Typen. Verteilung: projektbezogen. Geoelektrik ca. 22.000 Schlumberger-Sondierungen mit max. 15 km Auslage; ca. 5.000 1D-Interpretationen. Gravimetrie ca. 125.000 Schweremessungen. Verteilung: deutschlandweit flächendeckend. Magnetik ca. 1,4 Mio. Messpunkte; überwiegend aus der Aeromagnetik. Temperaturen 56.000 Temperaturen aus 10.000 Bohrungen und Tiefen bis zu 9.100 m. Verteilung: deutschlandweit. Gesteinsphysik - Seismik

Untergrund- Temperaturen

Temperaturverteilung Isar Tiefe 2500 m Unterhaching Gebiet München – Süd

Hydraulische Teste im Malm (Thermal -) Bohrungen Bohrungen im zentralen Molassebecken rot: Geothermie - Bohrungen

Hydraulische Teste im Malm s (m) (Thermal -) Bohrungen 300 m Geothermie - Bohrungen laminar rot: Bohrungen im zentralen Molassebecken lam.-turb. nicht fündig 150 m laminar lam.-turb. fündig Q (l/s) 100 l/s Erforderliche Absenkung zum Erreichen der Förderraten Theoretische Kurven für 300 m (150 m) Absenkung

Hydraulische Parameter Poro-Perm-Daten: Für das Geothermische Informationssystem nutzbar (unter Wahrung der Eigentumsrechte) Porositäten/ Permeabili- täten Formations- angaben zu Kernen Kerne Bohr- löcher Stand: Mai 2006

Permeabilität Verteilung der Daten der KW-Industrie Stand: Mai 2006

GeotIS Arbeitsschritte Datenakquisition Homogenisierung Qualitätsmanagement Anonymisierung 2/3D-Grids, räumliche Interpolation Up- und Downscaling Berechnung von Erfolgswahrscheinlichkeiten rechtliche und technische Rahmenbe- dingungen Interne und externe Softwarelösung Ziel: Lieferung von Fündigkeits- vorhersagen an wählbaren Lokalitäten, zunächst für Aquifere

GeotIS Architekturmodell Internet Webserver Erläuterung: Daten- vorhanden Bestand im Aufbau Datenbe-stand auffüllen geplant Internet Webserver Benutzerschnittstelle und Ergebnisdarstellung Mapserver Applikationssteuerung Visualisierung (2D-, 3D-Darstellung) Berechnung der Zielgrößen, Strukturdaten Gridding, Anonymisierung, Datenverschneidung Schnittstelle: Shapefiles Fremddatenbanken FIS GP LBEG Bohrungen u. Schichtenverzeichnisse GGA, BGR, SGD Atlanten d. Geotherm. Potenzials SGD, GTN Karten u. Regional-studien BGR Southern Permian Basin Atlas GGA Subsystem Tempera-turen Strati- graphie Hydraulik Seismische Profile FIS KW FIS GP Feldesdaten …

GeotIS Das Projekt Förderung: BMU Laufzeit: 3 Jahre bis 2008 Partner: LBEG LUNG LGRB LMU GTN Niedersachsen, Hannover Mecklenburg – Vorpommern, Güstrow Baden – Württemberg, Freiburg München in Kooperation mit LfU Bayern Neubrandenburg Wiss. Begleitung: PK „Tiefe Geothermie“ der Staatlichen Geologischen Dienste

www.gga-hannover.de

GeotIS Planungsgrundlagen für Geothermische Bohrungen zur lokalen Wärmeversorgung und regionalen Stromversorgung GeotIS