Teilkonzept-Erneuerbare-Energien - Ingelheim

Hydrothermale Lagerstätten mit einer Temperatur von unter 100 °C werden zu Heizzwecken
genutzt. Hierbei entzieht ein Wärmetauscher dem geförderten Thermalwasser geothermische
Energie, die dann beispielsweise über ein Wärmenetz zu Heizzwecken genutzt wird. Je nach
Temperaturniveau der Wärmenutzung ist eine Temperaturanhebung mittels einer Wärmepumpe
notwendig.
Thermalwassertemperaturen ab ca. 100 °C können auch zur Stromproduktion genutzt werden.
Hierzu werden spezielle Dampfkraftprozesse, wie der Organic Rankine Cycle (ORC) oder
das Kalina-Verfahren, angewendet.
Petrothermale Systeme nutzen als Hot dry Rock-System (HDR) in Tiefen von um die
5.000 Metern die hohe Temperatur von ca. 150 - 250 °C kristalliner Gesteine (Gneis oder
Granit). Da natürliche Wasservorkommen in solchen Tiefen sehr selten und oft nicht in ausreichender
Menge vorzufinden sind, können Petrothermale Lagerstätten ausschließlich mit
Hilfe von Stimulationsmaßnamen erschlossen werden. Dies erfolgt mittels Verpressen von
Wasser in eine Injektionsbohrung unter hohem Druck, durch das ein Risssystem im Gestein
erzeugt wird (hydraulic fracturing). Dieses Risssystem wird dann als künstlicher Wärmetauscher
genutzt, durch das Wasser geleitet und anschließend das sich erwärmte Wasser über
eine oder mehrere Produktionsbohrungen zur Energienutzung wieder zu Tage gefördert wird.
Bei petrothermalen Systemen wird die geothermische Energie üblicherweise primär zur
Stromerzeugung genutzt. Zur Sicherstellung eines wirtschaftlichen Betriebs sollte aber auch
der größtmögliche Teil der Georestwärme genutzt werden.
Petrothermale Systeme sind standortunabhängig erschließbar. Es besteht kein „Fündigkeitsrisiko“
wie bei hydrothermalen Systemen – man muss nur entsprechend tief bohren. Nach
(Paschen, Oertel, & Grünwald, 2003) entfallen über 95 % der verfügbaren geothermischen
Energie auf kristalline Gesteine und damit können HDR-Systeme in Zukunft eine interessante
Möglichkeit zur nachhaltigen und grundlastfähigen Energienutzung bieten. Allerdings befindet
sich diese Technologie noch in der Entwicklungs- und Erprobungsphase und in Deutschland
ist noch kein Petrothermales System realisiert. Daher wird bei der nachfolgenden Potenzialanalyse
das Potenzial dieser Technik nicht berücksichtigt.
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