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Wärmewende – auf dem Weg zur Transformation in NRW

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3 l 2020
Nordrhein-Westfalen ist geprägt von der Kohleförderung. Dies betrifft nicht nur die Stromproduktion, auch die Wärmeversorgung hängt dort immer noch am fossilen Tropf. Prof. Dr. Rolf Bracke, Leiter des Fraunhofer Instituts für Energieinfrastrukturen und Geothermie (IEG), sprach am 8. Mai im Webinar Blickpunkt Geothermie über die Transformation der Wärmesysteme in NRW.

Zunächst stellte Professor Bracke kurz das neugegründete Fraunhofer IEG vor. An sieben Standorten in vier Bundesländern betreibt es hochkarätige Forschung zu Energiewendethemen. Dies sind einerseits die Verteil- und Speichersysteme, die in naher Zukunft zur Verfügung stehen müssen, um mittels fluktuierender erneuerbarer Energien die Versorgung zu gewährleisten.

Andererseits widmet sich das Fraunhofer IEG als einziges Institut der Fraunhofer-Gemeinschaft explizit der Geothermie. Immer noch spielen Strom und Wärme aus der Tiefe in der energiepolitischen und auch in der wissenschaftlichen Debatte eher eine kleine Nebenrolle. Dies soll sich ändern, um dem Potenzial der tiefen Geothermie gerecht zu werden.

Die Energiewende braucht einen echten Strukturwandel

Fast 60 Prozent des Primärenergiebedarfs fließen in Deutschland in die Wärme- und Kälteproduktion für Haushalte, kommunale Gebäude, Gewerbe und Industrie. Dabei ist der Wärmebedarf in den urbanen Ballungsräumen besonders hoch. NRW ist hier ein Schwerpunkt: Rund zehn Prozent der deutschen Bevölkerung leben in den Großstädten an Rhein und Ruhr.

Legt man über die Karte des Wärmebedarfs eine Karte der noch laufenden Kohlekraftwerke, findet man große Überlappungen. In vielen Großstädten versorgt die Abwärme aus der Kohleverstromung die Fernwärmenetze. Damit wird spätestens 2038 Schluss sein. Im Ruhrgebiet sind 43 Städte an ein gewaltiges Verbundnetz angeschlossen, das zum Großteil nach wie vor durch Kohlekraft, teils auch durch Gaskraftwerke versorgt wird.

Ebenfalls ein wichtiges Feld ist die Versorgung mit Prozesswärme, beispielsweise in der Textil-, Zement- und Lebensmittelindustrie. Der Großteil der hier benötigten Temperaturen liegt unter 150 Grad Celsius. Bei Bohrtiefen bis in 4.000 bis 4.500 Meter könnte die Geothermie hier einen breiten Bereich abdecken.

Geht das in NRW ebenso gut wie in Bayern?

Der geologische Dienst NRW zeigt für das Ruhrgebiet bis in 2.000 Meter Tiefe eine Schicht Kalkstein aus der Kreide auf. In 4 bis 4.500 Metern findet sich Kohlenkalk und 5 bis 6.000 Metern devonischer Massenkalk. Alle Kalkschichten sind stark verkarstet und verfügen teils über hohe Wasserführungsraten. Schon die Römer haben die unterirdischen Thermalwässer aus dem devonischen Massenkalk genutzt, beispielsweise in Aachen.

Mit hoher Wahrscheinlichkeit ist eine große Verbreitung dieser Kalkschichten in NRW und vor allem an Rhein und Ruhr anzunehmen. Dennoch sind die Vorkommen noch nicht gut untersucht, für die bisherigen, aus fossilen Interessen betriebenen Explorationen in die Tiefe war der devonische Massenkalk unterhalb der Kohle nicht bedeutsam.

 

 

 

 

Beispielprojekte erkunden das Potenzial

In Aachen, Hagen und Gelsenkirchen erkunden Pilotprojekte das Potenzial, das die Geothermie bietet, um die fossile Wärmeversorgung in NRW zu ersetzen.

In Gelsenkirchen sind im devonischen Massenkalk in 4.400 bis 5.400 Metern Tiefe Temperaturen zwischen 140 und 159 Grad Celsius zu erwarten. Mögliche Bohrstandorte wären an den Bestandsheizkraftwerken. Das Projekt führt nun Kartenwerke der Bestandsfernwärmenetze, der geothermischen Vorkommen sowie verschiedener Restriktionen in der Flächennutzung, wie Nähe zur Wohnbebauung oder Naturschutzgebieten, zusammen. Das Ergebnis der Forschung zeigt eine Gesamtschau, die das geothermische Potenzial darstellt.

Eine weitere Option ist die Nutzung von Grubenwässern aus dem Bergbau. In der Zeche Dannenbaum in Bochum beispielsweise wurden von 1736 bis 1958 Steinkohle und teils auch Eisenerz gefördert. Von 1960 bis 2014 befand sich auf dem Gelände das Bochumer Opel-Werk. Heute ist es die größte Konversionsfläche in Bochum. In den Förderschächten unter Tage steht das Wasser. Dieses bietet in unterschiedlichen Tiefen verschiedene Temperaturniveaus, so dass es sowohl im Winter zur Beheizung eines Wärmenetzes als auch im Sommer zur Kälteversorgung eingesetzt werden kann. Ein Reallabor vor Ort zeigt die Chancen, die in der Grubenwassernutzung liegen.

In Aachen versorgt aktuell immer noch das Kohlekraftwerk Weisweiler das städtische Fernwärmenetz. Prof. Bracke betonte in diesem letzten Beispiel seines Vortrags, wie sehr sich die Blicke von Aachen nach München richten, wo die SWM beispielhaft vorführen, wie tiefe Geothermie ein fossil betriebenes Fernwärmenetz wie auf Knopfdruck klimafreundlich machen kann. Geplant ist in Aachen ein Forschungskraftwerk unter Beteiligung des Fraunhofer IEG.

Eine angeregte Fragerunde schloss den Vortrag ab. Am 20. Mai wird Prof. Bracke in einem Webinar der Geothermie-Allianz Bayern mehr zum Fraunhofer IEG berichten. Weitere Informationen finden Sie hier.

Webinar auf YouTube – am 15. Mai geht es weiter

Für diejenigen, die nicht am Webinar teilnehmen konnten oder Details nochmals nachhören möchten, gibt es eine Aufzeichnung auf unserem YouTube-Kanal.

Am Freitag, den 15. Mai richten wir unseren Blick in die Schweiz. Nathalie Andenmatten, Präsidentin des Schweizer Geothermieverbandes, wird über die Situation bei unseren Nachbarn im Süden berichten und insbesondere die aktuellen Entwicklungen beim Geothermieprojekt Genf thematisieren.

Auf http://www.tiefegeothermie.de/webinar können Sie sich anmelden. Aufgrund der Datenschutzproblematik beim Anbieter Zoom sind wir auf die Software GoToWebinar umgestiegen.

(kj)

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