Naturräumliches Potenzial der Region „Energiewende Oberland“ zur Strom-und Wärmeproduktion mit Geothermie

Diese Zusammenfassung stellt die Ergebnisse der Potenzialanalyse für den Bereich Geothermie dar. Eine Gesamtübersicht über die Potenziale aller weiteren EE-Erzeugungsformen finden Sie hier.

Erdwärme (Geothermie) ist die Wärmeenergie, die unterhalb der festen Oberfläche der Erde gespeichert ist. Diese Wärmeenergie kann sehr vielfältig genutzt werden. Neben der Wärmeversorgung von Gebäuden oder größeren Gebieten (Siedlungen, Gewerbe- und Industriegebiete, Infrastruktur) sowie der Nutzung von Thermalwässern kann sie auch zur Kühlung oder zur Speicherung von Wärme und Kälte im Untergrund verwendet werden. Zudem zieht man immer mehr auch eine Nutzung zur Stromerzeugung in Betracht. Ökologisch sinnvoll wäre vor allem eine Nutzung in Kraft-Wärme-Kopplung, bei der nach der Stromerzeugung die Restwärme zu Heizzwecken verwendet wird (BAYSTMWIVT 2012).

Man unterscheidet zwischen oberflächennaher Geothermie, die bis 400 m Tiefe reicht und Tiefengeothermie, bei der die Bohrungen bis in 5.000 m Tiefe durchgeführt werden. Bei oberflächennaher Geothermie wird die Wärme im Boden (Temperaturen bis 25 °C) über einen Wärmetauscher aufgenommen und an der Oberfläche an eine Wärmepumpe abgegeben. Bei der Tiefengeothermie handelt es sich in Deutschland in der Regel um hydrothermale Geothermie, bei der heiße Quellen (Temperaturen von 40 bis über 100 °C) im Untergrund meist über zwei Bohrungen erschlossen werden, sodass nach der Nutzung das Wasser wieder in den Aquifer zurückgeführt werden kann. Bei Wassertemperaturen über ca. 80 °C ist auch eine Nutzung zur Stromerzeugung bzw. in Kraft-Wärme-Kopplung möglich (BAYSTMWIVT 2012, BUNDESVERBAND GEOTHERMIE 2015).

 

Wie wurde das Potenzial für Geothermie in der Region berechnet?

Das Potenzial für Geothermie kann nicht verallgemeinernd bestimmt werden, vielmehr bedarf es stets einer Einzelprüfung des jeweiligen Standortes.

Zur Einordnung des Potenzials der oberflächennahen Geothermie werden Karten zur Temperaturverteilung in unterschiedlichen Tiefen herangezogen, wie sie dem bayerischen Geothermie-Atlas entnommen werden können (siehe Abbildung 1) (BAYSTMWIVT 2012). Das Gesamtpotenzial der oberflächennahen Geothermie lässt sich nur schwer abschätzen. Hier wird die Potenzialstudie von LECHELER (2012) herangezogen, die annimmt, dass sich die Anlagenanzahl der Region von 2012 (1.415) in den nächsten Jahren in etwa verzehnfacht. Mit einer durchschnittlichen Leistung von 7 kW und einer Nutzungsdauer von 3.000 Stunden pro Jahr ergäbe sich für die Region ein Wärmeertrag von ca. 300 GWh/a. 

Abbildung 1: Temperaturverteilung der Region "Energiewende Oberland" in 250 m Tiefe (BayStMWIVT 2012).

Für die Nutzung der Tiefengeothermie gibt es in der Region „Energiewende Oberland“ aktuell elf Erlaubnisfelder für gewerbliche Aufsuchung (siehe Abbildung 2). Hier muss beachtet werden, dass erst die Ergebnisse von Bohrungen eine belastbare Abschätzung der entsprechenden Vorkommen ermöglichen. Bei der Tiefengeothermie handelt es sich derzeit um die mit den meisten Unsicherheiten belegte Form der erneuerbaren Energiegewinnung. Die Potenziale sind zwar sehr groß, gleichzeitig sind aber die Investitionskosten sehr hoch. Mit Risiken bezüglich zu niedrigen Temperaturen, ungünstigen nicht vorhersehbaren geologischen Verhältnissen, der Seismik sowie technischen Problemen muss dabei jederzeit gerechnet werden. Ein wesentlicher Vorteil der Geothermie ist, dass sie unabhängig von Flächenkonflikten mit anderen EE oder Landnutzungen ist.

Für die Bestimmung des Potenzials der Tiefengeothermie wurde ebenfalls die Potenzialstudie von LECHELER (2012) verwendet. Darin wird von 8.300 Betriebsstunden für Kraftwerke zur Stromerzeugung und 4.150 Betriebsstunden für Heizwerke zur Wärmeerzeugung in Ballungsräumen ausgegangen. Für die Region ergibt sich daraus ein Potenzial von 437 GWh/a an Strom und 513 GWh/a an Wärme.

Abbildung 2: Erlaubnisse für gewerbliche Aufsuchung für Tiefengeothermie in der Region "Energiewende Oberland" (BAYSTMWI 2016).

 

Welches bisher ungenutzte Potenzial für die Stromerzeugung mit Tiefengeothermie besteht im Oberland?

Das bisher ungenutzte Potenzial zur Stromerzeugung mittels Tiefengeothermie von 437 GWh/a für die gesamte Region „Energiewende Oberland“ ist in Abbildung 3 in seiner Verteilung über die drei Landkreise dargestellt. 

Abbildung 3: Ungenutztes Potenzial für die Stromerzeugung mittels Tiefengeothermie in der Region „Energiewende Oberland“. Dargestellt ist jeweils das Potenzial für die einzelnen Landkreise und für die Gesamtregion, wobei die orange-gestrichelten Linien den aktuellen Strombedarf des jeweiligen Landkreises bzw. der gesamten Region markieren. Die Angaben erfolgen in GWh pro Jahr.

 

Welches bisher ungenutztes Potenzial für die Wärmeerzeugung  aus Geothermie besteht im Oberland?

Anhand der Potenzialstudie von LECHELER (2012) ergibt sich für die Region ein Potenzial von ca. 300 GWh/a  Wärme durch oberflächennahe Geothermie. Davon werden aktuell (2014) bereits 155 GWh/a genutzt, das ungenutzte Potenzial beträgt folglich 145 GWh/a für die gesamte Region.

Hinzu kommen die ermittelten 513 GWh/a an Wärme, die durch Tiefengeothermie gewonnen werden können. Daraus ergibt sich ein bisher noch ungenutztes Potenzial von 658 GWh/a Wärme aus Geothermie in der Region „Energiewende Oberland“, das in Abbildung 4 in seiner Verteilung über die drei Landkreise dargestellt ist.

Abbildung 4: Ungenutztes Potenzial für die Wärmeerzeugung mittels oberflächennahen- und Tiefengeothermie in der Region „Energiewende Oberland“. Dargestellt ist jeweils das Potenzial für die einzelnen Landkreise und für die Gesamtregion, wobei die rot-gestrichelten Linien den aktuellen Wärmeverbrauch des jeweiligen Landkreises markieren. Der gesamte Wärmebedarf der Region liegt bei 5.531 GWh/a und reicht damit über den Rand der Abbildung hinaus. Die Angaben erfolgen in GWh pro Jahr.

 

Quellen:

BayStMWIVT 2012: Bayerischer Geothermieatlas. Hydrothermale Energiegewinnung. München: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie.

BayStMWi 2016. Erteilte Erlaubnisse und Bewilligungen für Erdwärme in Südbayern. Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie, Referat 86.

BUNDESVERBAND GEOTHERMIE 2015: Einstieg in die Geothermie. Online erhätlich unter http://www.geothermie.de/wissenswelt/geothermie/einstieg-in-die-geothermie.html (Zugriffsdatum: 03.08.2015).

LECHELER, S. 2012: Potenzialstudie Geothermie im Gebiet "Energiewende Oberland". Universität der Bundeswehr München, Fakultät für Maschinenbau, Technische Thermodynamik (MB5/1).