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Fachausschuss Erdgas­förder­technik

Erdwärmegewinnung aus teilverfüllten Produktionssonden

Die EU-weite Verpflichtung zur CO₂-Ausstoßreduzierung um 20 % bis 2020 lenkt den Fokus des energiepolitischen Interesses auch auf die Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit regenerativer Energiequellen auf dem Wärmemarkt. Dies gilt bei der geothermischen Wärmegewinnung insbesondere für die die Wirtschaftlichkeit nachteilig beeinflussenden hohen Bohrungskosten für tiefe Bohrungen (ca. 500 bis 1000 €/m). Aus diesem Grund wurde die geothermische Nachnutzung von stillgelegten bzw. nichtfündigen Tiefbohrungen untersucht. Im Rahmen dieser Studie wurde ausschließlich der Einsatz geothermischer Tiefensonden in Verbindung mit Wärmepumpenanlagen betrachtet.

Zu diesem Zweck wurden jeweils 10 verschiedene Nutzungsszenarien für vier Standorte von Tiefbohrungen der Erdöl- und Erdgasindustrie mittels ModEW (ModellErdwärme) simuliert. In den Leistungsprognosen wurde von einem technologisch sinnvoll nutzbaren Sondenbereich von 0-800 m Teufe, verschiedenen Wärmetransportmedien (Ammoniak, Propan, Ethan, Kohlendioxid und Wasser) und unterschiedlichen Betriebsarten (Dauerbetrieb, heizungstypischer Betrieb und heizungstypischer Betrieb plus Klimakältegewinnung) ausgegangen. Auf der Grundlage der Ergebnisse konnten wesentliche Aussagen zur Energieeffizienz der betrachteten technologischen Verfahren, zu den Voraussetzungen für eine wirtschaftliche Nachnutzung, zur bohr- bzw. sondentechnischen Ausführung, zur Anlagendimensionierung und zu Auswirkungen des Anlagenbetriebes gewonnen werden.

In Abhängigkeit von den geologischen Standortbedingungen und Nutzungsvarianten ergeben sich unterschiedliche Sondenleistungen. Für eine Ammoniak-Direktverdampfungssonde konnte eine maximale Entzugsleistung (geothermische Wärmeleistung) von ca. 163 kw (im Winter) bzw. eine Gesamtwärmeleistung von ca. 218 kw (Elektroantrieb) oder 336 kw (Gasmotorantrieb), je nach Antriebsart der Wärmepumpe, über 20 Jahre nachgewiesen werden. Die Kälteleistung einer solchen Direktverdampferanlage beträgt, unter der Annahme des Stillstandes der Wärmepumpe in den Sommermonaten, ca. 16 kw bis 69 kw.

Aus Recherchen zur Nutzung geothermischer Tiefensonden und zur bergrechtlichen Genehmigung in Deutschland wurden konkrete Handlungsempfehlungen zur geothermischen Nachnutzung von Tiefbohrungen abgeleitet.

Autoren
F. Häfner, T. Wilsnack, F. Grafe, S. Wagner
Copyright
2007
Softcover ISBN
978-3-936418-73-6
Buchreihen ISSN
0937-9762
Seitenzahl
100
Anzahl der Bilder
55
Anzahl der Tabellen
20
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