Kann Geothermie die negativen Effekte der Stromerzeugung kompensieren? Vortrag von: Jasmin Amm...

Kann Geothermie die negativen Effekte der

Stromerzeugung kompensieren?

Vortrag von:Jasmin Amm (re²)

&Garnet Hunke (re²)

27.07.2010 Jasmin Amm & Garnet Hunke 2

Inhaltsverzeichnis

Einleitung Betrachtung von

Erdgas Erdöl Kernenergie Kohle

Fazit


EinleitungCO2-Emissionen (2007)

Energiewirtschaft: 46%private Haushalte: 15%Verkehr: 18%Industrie und verarbei-tendes Gewerbe: 21%

Klimaschutzziel 2020: -40%Treibhausgasemissionen(Basisjahr 1990)

Endenergieverbrauch Deutschland 2009Quelle: http://www.erneuerbare-energien.de


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Fazit


Erschöpfte Erdgaslagerstätten

Dienen zur CO2-Speicherung: aufgebaut aus Barriere- und Speichersteins Barrierestein (Tonstein) kann

erwiesenermaßen über Jahrmillionen Gase zurückhalten

Speicherstein (Sandstein) besitzt einen Porenraum zur Speicherung von CO2 davor mit Erdgas

Druck in 800 m Tiefe hoch genug, um die hohe Dichte des kompri-mierten CO2 zu erhalten

Förderung des ResterdgasesQuelle: www.bgr.bund.de


DeutschlandCO2-

Speicherungspotenzial (in Milliarden Tonnen): Salinare Aquifere: 6-13 Erdgasfelder: 2,75 Erdöllagerstätten: 0,13 (zu geringfügig in D) Große industrielle Stand-

orte 0,375 pro Jahr


CCS Technologie CCS - Carbon Dioxide Capture and

Storage Abscheidungsverfahren

Post-combustion Pre-combustion Oxyfuel-Verfahren

Transport von CO2

Pipeline Tanklastwagen Tankschiffe

Speicherung von CO2



CCS Technologie Pilotanlage Schwarze Pumpe

(09.2008) Erprobung des Zusammenspiels der

einzelnen Prozess-Komponenten therm. Leistung: 30 MW Braunkohle Oxyfuel-Verfahren

Demonstrationsanlage in Jänschwalde (2015)

therm. Leistung: 650 MW, el. Leistung: 250 MW

Braunkohle Oxyfuel-Verfahren (auch

Postcombustion-Technologie)

Großtechnische Anlage ab 2020

Schwarze Pumpe & JänschwaldeQuelle: www.vattenfall.de


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Fazit


Erschöpfte Erdöllagerstätten

Freizeitbad „La Ola“ in Landau

Quelle: www.energie-suedwest.deQuelle: www.heimat-pfalz.de


Freizeitbad „La Ola“ in Landau

stillgelegte Förderstelle „La44“ das Schwimmbad wird mit erwärmtem

Wasser versorgt und beheizt ehemalige Erdöllagerstätte 1.100 m Tiefe stündlich zirkulieren 22.000 Liter Wasser

im geschlossenen Kreislauf Erwärmtes heißes Wasser gelangt über

den alten Steigrohrstrang zu Tage eine Wärmepumpe und vier

Wärmetauscher Fernwärmeleitungen von 500 m


Positive Effekte durch Geothermie Lage im Oberrheingraben Temperaturanstieg 4,7 °C pro 100

Meter Tiefe über 1 Mio. kWh pro Jahr 20% Abdeckung des Bedarfs des

Freizeitbades bzw. 50 Häuser CO2-Einsparung von 210 t pro Jahr


Erdölförderung Landau Erdölförderleistung etwa 24.000 t pro Jahr

größte Erdöllagerstätte Süddeutschlands 0,7% der gesamten Jahresproduktion in

Deutschland (3,5 Mio. t pro Jahr) Nutzung des Lagerstättenwassers als

geothermische Wärmeenergie über 13 Mio. kWh pro Jahr bzw. 350

Häuser

CO2-Einsparung von 4.500 t pro Jahr


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Fazit


Hochaktive radioaktive Abfälle

Oberflächenstrahlungsrate größer als 20 mSv/h

Aktivität größer als 3,7*10^11kBq/m³

DWR mit 1375 MW: ca. 0,005 kg/GWh


Temperaturentwicklungh

hohe T über

see Chandrasekharam, D. and Varun Chandrasekhar, Can Geological Radioactive Waste Disposal Sites Be

Used as EGS Sites?, Proceedings World Geothermal Congress 2010,

Bali, Indonesia, 25-29 April 2010


Prinzipieller Aufbau

see Chandrasekharam, D. and Varun Chandrasekhar, Can Geological Radioactive Waste Disposal Sites Be Used as EGS Sites?,

Proceedings World Geothermal Congress 2010, Bali, Indonesia, 25-29 April 2010

1 high level canister

2 heat exchanger3 watercirculating tube

4 repository wall5 binary powerplant


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Fazit


Überblickbereits 1970 untersucht

Springhill, Canada: 18°C Lumphinnans, UK: 14,5°C Park Hills, USA: 14°C Shettleston, UK: 12°C Herleen, NL: 15°C / 30°C


Vorteile alter Kohleminen Große Wassermengen Geologischen Gegebenheiten

sind bekannt Schächte und Tunnel sind

bereits vorhanden geringere Kosten

Gute Durchlässigkeit hoher Wärmeaustausch


Randdaten des 2D- Modells: Entfernung Injektions- und

Produktionsbohrung: 1500 m Injektionsbohrung: 350 m, 2-4°C Produktionsbohrung: 660 m, 23°C Oberflächentemperatur: 19°C 2 production flow rates:

10 l/s 800 kWt 20 l/s 1.600 kWt

27.07.2010 Jasmin Amm & Garnet Hunke 2327.07.2010 23

Simulierter Temperaturverlauf


Kritische Fragen Bedarf und Bereitstellung? Nähe zu Endverbrauchern? Mögliche T - und V- ströme? Probleme mit Wasser?

Korrosion und Scaling? Entsorgung? Schwermetalle? Salze?


Fazit

Die vollständige Kompensierung der

negativen Effekte wird nicht erreicht, sondern lediglich

eine Eindämmung


Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit !


Literatur und Quellenverzeichnis


Literaturverzeichnis (1)Chandrasekharam, D. and Varun Chandrasekhar,Can Geological

Radioactive Waste Disposal Sites Be Used as EGS Sites?,Proceedings World Geothermal Congress 2010, Bali, Indonesia, 25-29 April 2010

George R. Watzlaf and Terry E. Ackman, Underground Mine Water for Heating and Cooling using Geothermal Heat Pump Systems, Mine Water and the Environment (2006) 25: 1–14 © IMWA Springer-Verlag 2006

Georg Wieber und Stefan Pohl, Mine Water: A Source of Geothermal Energy – Examples from the Rhenish Massif, http://www.imwa.info/docs/imwa_2008/IMWA2008_051_Wieber.pdf, Stand: 25.07.2010

Zbigniew Malolepszy, LOW TEMPERATURE, MAN-MADE GEOTHERMAL RESERVOIRS IN ABANDONED WORKINGS OF UNDERGROUND MINES, PROCEEDINGS, Twenty-Eighth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford University, Stanford, California, January 27-29, 2003


Literaturverzeichnis (2)A. Renz, Wolfram Rühaak, P. Schätzl, H.-J. G. Diersch, Numerical

Modeling of Geothermal Use of Mine Water: Challenges and Examples, TECHNICAL COMMUNICATION, Mine Water Environ (2009) 28:2–14 DOI 10.1007/s10230-008-0063-3

minewater project, Mine water as a Renewable Energy Resource, An information guide based on the Minewater Project and the experiences at pilot locations in Midlothian and Heerlen, Stand: http://www.heerlen.nl/internet1/mijnwater/Good%20Practice%20Guide.pdf

I.M. Kutasov and M. Kagan, Temperature rise around a wellbore filled with nuclear waste, 23rd NRZ Geothermal Workshop 2001

Alan Jessop, GEOTHERMAL ENERGY FROM OLD MINES AT SPRINGHILL, NOVA SCOTIA, CANADA, http://www.saaep.ca/geothermalenergy.pdf, Stand: 25.07.2010

S. Hirschberg (Paul Scherer Institut), A. Voß (Institut für Energiewirtschaft und rationelle Energieanwendung), Nachhaltigkeit und Energie: Anforderungen der Umwelt


Quellenverzeichniswww.bgr.bund.de, Stand: 24.07.2010www.umweltbundesamt-daten-zur-umwelt.de; Stand: 12.07.2010www.bmu.de, Stand: 12.07.2010www.geothermie.de, Stand: 22.07.2010www.la-ola.de, Stand: 22.07.2010www.heimat-pfalz.de, Stand: 22.07.2010www.vattenfall.de, Stand: 12.07.2010http://nuv-online.de/?p=486, Stand: 12.07.2010


Backup


Scaling

Is caused by carbonates due to pressure and temperature differences. A dedicated sensor monitors the build-up of scale. However, the low pH value of the water restricts this problem.


Why pumping a closed mine?

When coal mines are closed, there is clearly no revenue stream from coal sales and the expense of pumping water becomes a burden. However, if the pumping is simply stopped there will sooner or later be a problem; usually after several years the water starts to rebound and the water level re-establishes itself. This poses an environmental problem and may even threaten some of the mining villages.


KorrosionMine water usually contains substantial quantities of dissolved iron (pyrites). This reacts with oxygen to form ferrous oxides and hydroxides. A possible solution may be to prevent the infiltration of oxygen by sealing the wells with oil (several metres thick) floating on top of the mine water within the wellbores. An ‘oxygen-scavenger’ injection device may be installed in future in the production well.


Daten des 2D- Modells (2) covers a total area of 4.5 km² represents one 50-m-thick layer

of rocks in the deeper part of the abandoned workings of the Piastmining field

has 1632 grid blocks layer dips to the west at an angle

of 23°


Some limitations of the model

lack of confining beds supplying the reservoir with heat

refinement of the grid and extension to 3-D structures need to be improved

Date post:	05-Apr-2015
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