Landeswettbewerb
Wärme aus Tiefengeothermie in NRW
Straelen auf dem Weg zur klimaneutralen Energieversorgung
Was für den Bereich der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien in Straelen bereits gelungen ist, soll nun auch für die Wärmeproduktion, vor allem im Gartenbaubereich, angestrebt werden:
Die klimaneutrale Energieversorgung!
Die Stadt Straelen hat sich daher mit Gartenbaubetrieben und anderen wichtigen Partnern aus dem Agrobusinessbereich zusammengeschlossen und einen Beitrag zum Landeswettbewerb „Wärme aus Tiefengeothermie“ des Wirtschaftsministerium NRW eingereicht.
Die Fraunhofer IEG, die bereits mit der Stadt gemeinsam den Wettbewerbsbeitrag formuliert hat, steht für die wissenschaftliche Begleitung des Projektes mit seiner hohen fachlichen Kompetenz zur Verfügung.
Aus den eingereichten Beiträgen wird eine Fachjury drei Bewerbungen auswählen, die dann jeweils eine Förderung von bis zu 500.000 Euro für die Durchführung einer Machbarkeitsstudie erhalten. Die erfolgreichen Bewerbungen werden durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitales und Energie NRW am 15. Mai 2021 bekanntgegeben werden.
Für Interessierte steht hier der Wettbewerbsbeitrag „Tiefengeothermie zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung von Gewächshausbetrieben in Straelen“ als Download zur Verfügung.
Newsletter zum Zwischenstand, Januar 2023
DEEP-Geothermie-Straelen – „Dekarbonisierung der Energieversorgung im Produktionsgartenbau durch Tiefengeothermie“
Liebe Gärtnerinnen und Gärtner, liebe interessierte Mitbürgerinnen und Mitbürger,
zum Start in das neue Jahr erhalten Sie den gemeinsamen Newsletter der Stadt Straelen und der Projektpartner. Wir informieren Sie gerne als mögliche Nutzerinnen und Nutzer der regenerativen geothermischen Wärmeversorgung über den Fortschritt der Machbarkeitsstudie „Dekarbonisierung der Energieversorgung im Produktionsgartenbau durch Tiefengeothermie“.
Seit Beginn hat das Projekt drei Handlungsfäden parallel verfolgt. Es hat explizit geologische Daten zusammengestellt und ausgewertet, Wärmenetzkonzepte bewertet und nicht zuletzt die aktuellen Bedarfe der Betriebe mit der Umfrage erfasst und strukturiert. Ein Dankeschön an dieser Stelle an alle unter Ihnen, die sich die Zeit zum Ausfüllen des Fragebogens genommen und damit das Projekt wesentlich unterstützt haben.
Im vergangenen Oktober stellten im Großen Sitzungssaal der Stadt Straelen die Projektpartner den aktuellen Sachstand zusammen und bewerteten die Daten zu Geologie, Wärmenetz und Umfrage. Besonders erfreulich war die Teilnahme von offiziellen Vertretern des Landwirtschaftsministeriums NRW und der Landwirtschaftskammer NRW, die den konstruktiven Dialog begleiteten. Neben den Hauptpartnern – der Stadt Straelen, dem Fraunhofer IEG, der Fa. Draek Gartenbau — trugen auch die assoziierten Projektpartner Gelsenwasser AG, Agro-Business Niederrhein, der Landgard e. G und Wans Roses zu der Diskussion unter der Moderation des Beraterteams von DSK wertvolles Fachwissen bei.
Geologische Ausgangslage
Dank zweier geothermischer Projekte in den nahen Niederlanden liegen für Straelen mehr geologische Daten vor als in vielen anderen Regionen. Auf dieser Basis konnte das Team des Fraunhofer IEG die geologischen Bedingungen unter Straelen gut abschätzen und auch die zu erwartenden thermischen Erträge möglicher geothermischer Bohrungen eingrenzen.
Die Expertinnen und Experten haben im Untersuchungsraum Straelen drei geothermische Reservoire identifiziert und die Thermalwassermengen modelliert, um thermische Erträge, Fließraten und Abstände der möglichen Förder- und Injektionsbohrungen grob abzuschätzen und eine Wärmekarte des Untergrundes zu erstellen. Im Mittel erwartet das Team des Fraunhofer IEG Temperatursteigerung von 31°C je Kilometer Tiefe.
Bei einer maximalen Tiefenlage der Reservoire von 1200 bis 1800 Metern ergibt sich eine zu erwartende Höchsttemperatur von 50 bis 70°C. Die erwartete Wärmeleistung einer einzelnen geothermischen Anlage kann im Falle des tiefsten Reservoirs, abhängig von der Re-Injektionstemperatur und Reservoir-Bedingungen, zwischen 1,5 und 15 Megawatt (MW) liegen. Aus geologischer Sicht ist das Gesamtpotential des Untergrundes aussichtsreich für die Versorgung vieler Betriebe in Straelen. Ob sich dieses Potential auch wirtschaftlich Nutzen lässt und welche anlagentechnischen Maßnahmen dafür notwendig sind, bedarf lokaler Untergrunddaten, die ein mögliches Anschlussprojekt direkt in der Region selber sammeln müssten.
Der Niederrhein und das Rheinland gehören zu den Regionen in Deutschland mit häufigen Erdbeben. Natürlicherweise entstehen diese an den Bruchzonen von Gesteinsschollen, wie sie auch unter Straelen zusammenstoßen, und sind meist so schwach, dass sie kaum spürbar sind. Geothermieanlagen wie die Stadt Straelen sie in einigen Jahren anstreben könnte und wie sie schon seit einigen Jahren in München, Paris und den Niederlanden erfolgreich in Betrieb sind, beachten natürlich die lokalen Schollengrenzen und stimmen ihre Lage und ihr Betriebskonzept darauf ab. Diesem Aspekt zollen die Expertinnen und Experten des Fraunhofer IEG von Anfang an gebührenden Respekt: Sie haben dazu aus den Daten der niederländischen Projekte bereits ein sog. „geomechanisches Modell“ erstellt, um die aktuelle Situation zu erörtern. Es wird die Basis bilden, um detaillierte Simulationen der Produktion von Thermalwasser durchzuführen und das Parameterfenster für den sicheren Betrieb festzulegen. Sollte es zu geologischen Erkundungsbohrungen in Straelen kommen, dienen die Daten auch dazu diese Modelle zu verbessern.
Wärmebedarf der Betriebe in Straelen
Das Team des Fraunhofer IEG stellte auch die Ergebnisse der Fragebögen zu den aktuellen Wärmesystemen der einzelnen Betriebe im Gebiet Straelens vor. Die erfreulich große Zahl von Rückläufern erfasst über 100 ha Fläche der Gartenbaubetriebe. Dies entspricht einem Erfassungsgrad von ca. 60% der vorhandenen Gartenbauflächen und kann damit als repräsentativ gelten. Der mittlere jährliche Wärmebedarf aller Gartenbaubetriebe liegt in der Größenordnung von 160 Gigawattstunden (GWh).
Aus den Fragebogenrückläufern von 26 Unternehmen hat Fraunhofer IEG einen flächenspezifischen Wärmebedarf von ca. 95 kWh/(m²a) ermittelt. Die Versorgungstemperatur in den betrieblichen Heizungsnetzen liegt zwischen 45°C und 60°C (je nach Gewächshaustyp und installierter Heizungssystemtechnik). Einzelne Heizungsnetze nutzen aber auch eine höhere Versorgungstemperatur bis hin zu 80°C. Die Wärmebereistellung erfolgt aktuell primär auf Basis der Verbrennung von fossilen Brennstoffen (Erdgas, Kohle und Heizöl) in gängigen Wärmeerzeugungsanlagen wie Gas-/Ölbrenner, Unterschubfeuerungssystemen, Blockheizkraftwerken. Aus der jahreszeitlichen Verteilung des Bedarfs der Betriebe ergibt sich, dass Geothermie als Grundlast ihren Beitrag leisten kann, aber für die Abdeckungvon Bedarfsspitzen auch weitere regenerative Energieträger wie Biomasse, Solarthermie oder elektrisch betriebene Wärmepumpen nötig sind.
Welches Wärmenetz passt zu Straelen?
Neben geologischem Angebot und betrieblichen Bedarfen bildet das vermittelnde Wärmenetz einen wesentlichen Baustein für die Wirtschaftlichkeitsanalyse. Dabei gilt es einerseits das Rohrnetz zu dimensionieren, aber auch Lage, Inventar und Menge von Wärmezentralen zu planen. Im nächsten Schritt stellen die Partner daher mögliche Netzvarianten nebeneinander. Eine Option ist ein möglichst weitläufiges Netz, das viele geothermische Anlagen und landwirtschaftlichen Betriebe redundant verbindet. Alternativ wird auch die Einzelversorgung der Betriebe betrachtet, die möglichweise eine einzelne Anlage direkt versorgen kann, um mögliche Netzverluste und Netzkosten zu vermeiden. Eine interessante Technologie um die mögliche Temperaturlücke zwischen Angebot und Bedarf zu decken ist die Wärmepumpe. Bei Bedarf könnten mit Geothermie grundversorgte Betriebe durch große Wärmepumpen lokal noch Temperaturhübe von 20 bis 60 Kelvin erreichen. Marktverfügbare Wärmepumpentechnologien decken den Leistungsbereich von 100 kW bis 20 MW ab.
Ausblick
Auch wenn noch viele Fragen offen sind, macht uns die Machbarkeitsstudie bislang Mut, dass die Dekarbonisierung der Energieversorgung im Produktionsgartenbau durch Tiefengeothermie in Straelen möglich ist. In den nächsten Wochen wird ein Vorschlag für die Trassenführung eines warmwasserführenden Rohrnetzes gemacht. Dieser fließt mit allen anderen Erkenntnissen in den Abschlussbericht der Machbarkeitsstudie ein, die dann auch Handlungsempfehlungen für ein mögliches Folgeprojekt enthält. Die Stadt Straelen ist hierzu mit Partnern und Fördermittelgebern in offenen und konstruktiven Gesprächen.
Sollten Sie noch Fragen zu den Ergebnissen haben, kommen Sie gerne auf uns zu.
Stadt Straelen
Stabsstelle Klima, Umwelt und Nachhaltigkeit
Thomas Linssen
Tel. 02837/702-414
Mail: thomas.linssen@straelen.de
Thomas Linssen und das Projektteam der Machbarkeitsstudie „DEEP-Geothermie-Straelen“