An dieser Stelle möchten wir auf die häufigsten Fragen im Zusammenhang mit tiefer Geothermie eingehen.
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Geplant sind zwei Bohrungen, die ggf. noch um eine dritte Bohrung ergänzt werden könnten, sollte eine der beiden ersten Bohrungen nicht den gewünschten Erfolg haben. Bei den Bohrarbeiten in Polling werden sechs bis acht Monate lang rund um die Uhr Aktivitäten am Bohrplatz erfolgen.
Läuft alles nach Plan, kann im Frühjahr 2023 mit dem Bohrplatzbau und Mitte bis Ende 2023 mit den Bohrarbeiten begonnen werden.
Der Bohrplatzbau ist so geplant, dass es durch die Erdbewegungen zu keinem LKW-Verkehr kommen soll. Der LKW-Verkehr ist im Umfang während der Bau- und Bohrzeit vergleichbar mit dem Verkehr während der Bauzeit eines größeren Bürogebäudes.
Die Rohrquerschnitte verjüngen sich mit zunehmender Tiefe. Das an der Oberfläche anstehende Standrohr wird ca. 30“ aufweisen, während in der wasserführenden Schicht ca. 9,5“ Bohrloch vorgesehen ist.
Grundsätzlich muss Ihr Haus an einer Fernwärmetrasse liegen, um es anschließen zu können. In den an das Fernwärmenetz angeschlossenen Haushalten wird eine sogenannte Übergabestation installiert, in der sich ein kleiner Wärmetauscher befindet, der die Energie an den Heizkreislauf übergibt.
In der Energiezentrale gibt das heiße Tiefenwasser seine Energie über einen Wärmetauscher an das Fernwärmenetz ab. Nach der Entwärmung wird es wieder im Untergrund in die Tiefenwasser führende Schicht eingeleitet, dies ist der so genannte Thermalwasserkreislauf. Im Fernwärmenetz zirkuliert enthärtetes Wasser in unterirdisch verlegten, isolierten Rohrleitungen, die die Energiezentrale mit den Hausheizungssystemen (Heizkreislauf) verbinden.
Die drei Wasserkreisläufe – Thermalwasserkreislauf, Fernwärmenetz und Hauswärmeversorgung –sind vollständig getrennt.
Derzeit wird von der Firma Consolinno GmbH eine Studie erstellt, um den Aufwand für ein neu zu errichtendes Fernwärmenetz abschätzen zu können. Nach Errechnung der Höhe des Aufwands wird in Abstimmung mit den Gemeinden ein Fernwärmepreis für alle Anschlussnehmer bestimmt werden können. Ziel ist ein wettbewerbsfähiger Preis, der auch in Zukunft für alle Interessenten klar kalkulierbar sein soll. Anfang 2022 sollen die Ergebnisse der Studie vorliegen.
Ja, es ist keine eigene Heizungsanlage mehr notwendig, die kleine Wärmeübergabestation reicht aus. Im Keller, wo vorher das herkömmliche Heizungssystem und der Öltank viel Raum eingenommen haben, wird so Platz frei. Der Betreiber der Fernwärmeversorgung garantiert mit dem Wärmeliefervertrag die kontinuierliche störungsfreie Versorgung.
In der Energiezentrale sind Redundanz- bzw. Ersatzversorgungssysteme vorhanden. Diese dienen einerseits für die ausreichende Deckung der Spitzenlast, stehen andererseits aber auch bereit, falls beispielsweise die Geothermieanlage gewartet werden muss. Die Wärmelieferung ist in jedem Fall gesichert und über den Liefervertrag garantiert.
Gewächshäuser benötigen viel Wärme. Wird diese mittels klimafreundlicher Geothermie gewonnen, verbessert sich automatisch auch die Klimabilanz der Lebensmittel. So lassen sich beispielsweise ganzjährig Gurken, Tomaten, Paprika oder Erdbeeren anbauen, die aus der Region stammen und keine langen – und damit CO2-intensiven – Transporte benötigen. Bei dem vorliegenden Projekt sollen auch die beiden Gewächshäuser an den Standorten Tüßling und Weiding mit grüner Energie versorgt werden. Andere Anwendungen in Gewerbe und Landwirtschaft sind möglich und können gerne auf Anfrage mitgeprüft werden.
Der größte Teil der Wärme im Untergrund hat sich bei der Entstehung der Erde vor rund 4,6 Milliarden Jahren gebildet und ist bis heute vorhanden. So strömt aus dem Erdkern ständig Wärme zur Oberfläche. Pro Tag strahlt die Erde etwa viermal mehr Energie ab, als wir Menschen verbrauchen. Trotz andauernder Abstrahlung in den Weltraum wird der Wärmevorrat nicht aufgebraucht, da ein großer Teil der Wärme laufend durch den natürlichen Zerfall radioaktiver Isotope in der Erde erzeugt wird. 30 % des an die Oberfläche steigenden Energiestroms stammen aus dem heißen Erdkern, 70 % entstehen aus den ständigen Zerfallsprozessen. Letztere treten vorwiegend in sogenannten magmatischen Gesteinen (z. B. Graniten) und den daraus entstandenen Sandsteinen auf. In Kalksteinen – wie dem Malm-Aquifer – kommen radioaktive Isotope in äußerst geringen Konzentrationen vor. Hier wird hauptsächlich die aus dem Erdinneren aufsteigende Energie für die Wärmegewinnung genutzt.
Die gespeicherte Wärmeenergie wird Erdwärme oder Geothermie genannt. Je tiefer man in das Innere der Erde vordringt, desto wärmer wird es. Im Durchschnitt nimmt in Mitteleuropa die Temperatur um etwa drei bis vier Grad Celsius pro 100 Meter Tiefe zu – in vulkanischen Regionen auch deutlich mehr. Schätzungen zufolge herrschen im Erdkern Temperaturen von etwa 5.000 bis 7.000 Grad Celsius. Nach menschlichen Maßstäben ist die in der Erde gespeicherte Wärme unerschöpflich.
Um die Wärme aus der Tiefe nutzen zu können, werden Bohrungen bis in wasserführende Schichten in einer Tiefe zwischen 2.500 – 3.000 Metern unter Geländeoberkante niedergebracht. Über eine (oder mehrere) Produktionsbohrungen wird das heiße Tiefenwasser an die Erdoberfläche gefördert. Dort wird dem Tiefenwasser seine Energie über einen Wärmetauscher entnommen und an ein Fernwärmenetz oder auch an eine Stromerzeugungsanlage abgegeben. Eine Rückführungsbohrung (oder Injektionsbohrung) bringt das abgekühlte Wasser wieder in die Tiefe zurück (mehr lesen).
Man kann von einer Betriebsdauer von mindestens 50 Jahren ausgehen. Die älteste in Betrieb befindliche Anlage in Bayern steht in Erding und ist seit 1998 im störungsfreien Betrieb. Die älteste deutsche Anlage in Waren an der Müritz ging 1994 in Betrieb. Im italienischen Lardarello befindet sich eine der weltweit ältesten Geothermieanlagen, die schon seit 100 (!) Jahren betrieben wird.
2017 erstellte das Umweltbundesamt (UBA) eine Lebenszyklusanalyse verschiedener Stromerzeugungsarten, bei der die Tiefengeothermie hervorragend abschnitt. Nach sieben bis zehn Monaten hat sich der energetische Aufwand für die Erstellung der Anlage bereits amortisiert. Die Bilanz rechnete sämtlichen Input während Konstruktion, Betrieb und Dekonstruktion mit ein. Dabei schlugen sowohl die Materialien für die Erstellung der Anlagen als auch die benötigte Energie für Bau, Transport und Betrieb zu Buche. Bei Geothermieanlagen sind vor allem die Bohrungen energieintensiv. Der Bau von Heizzentrale und Kraftwerk ist materialaufwändig. Ebenso kalkulierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Brennstoffbedarf – bei der Geothermie ist dieser gleich Null. Es wird lediglich Strom für den Betrieb der Pumpe benötigt.
In Deutschland sind 38 Geothermieanlagen in Betrieb. Davon stehen die meisten in Bayern – 24 Anlagen erzeugen hier Wärme und Strom (mehr lesen).
Liegt die Temperatur des heißen Tiefenwassers über ca. 110 Grad Celsius, lässt sich mit der Energie aus der Erde auch Strom erzeugen. Die höhere Temperatur geht meist einher mit tiefer liegenden wasserführenden Schichten (mehr lesen).
Ein Aufsuchungsfeld, auch Claim genannt, bezeichnet ein Gebiet, in dem nach Erteilen einer bergrechtlichen Aufsuchungserlaubnis durch das bayerische Wirtschaftsministerium die exklusive Erkundung von beantragten Bodenschätzen, wie zum Beispiel Erdwärme oder Sole, gestattet ist. Der Eigentümer der Aufsuchungserlaubnis darf mit Hilfe von geophysikalischen Verfahren die Strukturen in der Tiefe erkunden. Für Probebohrungen bedarf es weiterer Genehmigungsverfahren. Vor der Erteilung der Aufsuchungserlaubnisse prüft das bayerische Wirtschaftsministerium, ob der Antragsteller die Eignung, Zuverlässigkeit und Bonität hat, um ein Geothermie-Projekt auch ordentlich umsetzen zu können. Verstößt der Antragsteller gegen Auflagen, so kann ihm die Aufsuchungserlaubnis auch wieder entzogen werden.
Zunächst kommt es auf die geologische Eignung des Untergrundes an: Es müssen sogenannte Störungszonen vorliegen, in denen mit Tiefenwasservorkommen zu rechnen ist. Für den letztendlichen Standort der Bohrungen und damit der Geothermieanlage sind eine Vielzahl weitere Kriterien ausschlaggebend (siehe nächste Frage). Bei vorliegendem Projekt wurden nach intensiver Standortanalyse vier Standorte identifiziert und hinsichtlich der Kriterien näher untersucht. Schlussendlich fiel die Wahl auf eine aktuell noch landwirtschaftlich genutzte Fläche nördlich von Polling in der Nähe des Klärwerks, die sehr gut sowohl als Bohrplatz als auch als Standort für die Wärmezentrale geeignet ist.
Wasserschutzgebiete sowie FFH- oder Naturschutzgebiete sind für Geothermieprojekte ausgeschlossen. Für Projekte außerhalb der Schutzgebiete klopft die Umweltverträglichvorkeitsvorprüfung (UVP-V), die durch den Projektentwickler durchzuführen und den Behörden vorzulegen ist, sämtliche Risiken für Mensch, Natur und Landschaftsbild ab (mehr lesen). Trotz schonender Einbindung des Projektes in die Umwelt sind durch die Projektfirma die Eingriffe in die Natur über ökologische Ausgleichsflächen zu kompensieren. Die Untere Naturschutzbehörde (Landkreis Mühldorf am Inn) wird dabei mit eingebunden.
Die Entfernung zur Wohnbebauung wird über die Grenzwerte der TA Lärm geregelt. Bei dem nächsten Nachbarn eines Geothermieprojektes sind die entsprechenden Lärmvorgaben einzuhalten.
Bei der bergrechtlichen Zulassung des Bohrplatzbaues und der Durchführung der Bohrungen ist eine große Bandbreite an Stellen und Ämtern integriert: die Gemeinde Polling, das Landratsamt Mühldorf am Inn, das Wasserwirtschaftsamt, das Bayerische Landesamt für Denkmalpflege, das Bayerische Landesamt für Umwelt, das Amt für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, das staatliche Bauamt sowie die Wasserversorger der Gemeinden Tüßling und Polling.
Tiefbohrungen, wie sie für die tiefe Geothermie nötig sind, unterliegen einem komplexen bergrechtlichen Genehmigungsverfahren. Zunächst muss eine Umweltverträglichkeitsvorprüfung (UVP-V) sicherstellen, dass für Mensch und Natur keine Risiken bestehen. Dann kann der Antrag für den Bohrplatzbau und die Bohrungen im Rahmen des Berg- und Baurechts gestellt werden. Dieser Hauptbetriebsplan muss durch das Bergamt zugelassen werden (mehr lesen).
Vor Genehmigung der Bau- und Bohrarbeiten werden diese der Öffentlichkeit durch Veröffentlichung der Anträge und Gutachten zugänglich gemacht. Dabei können durch jedermann Einwendungen gemacht werden.
Die vorgesehenen Bohrungen, um das geothermale Wasser zu fördern und nach Nutzung wieder zurückzuführen, werden ca. ein Jahr beanspruchen. Vor Beginn der Bohrungen muss das Bergamt Südbayern sämtliche Arbeiten genehmigen. Bei dieser Genehmigung sind alle möglichen Umweltauswirkungen zu untersuchen. Dabei werden folgende Messungen vor und bei den Bohrungen gemacht, um schädliche Umweltauswirkungen zu unterbinden:
Hinsichtlich der Schallemissionen müssen die Vorgaben der TA Lärm eingehalten werden. Dies wird vom Bergamt auch überprüft. Sollte es wider Erwarten doch zu Lärmbeeinträchtigungen kommen, werden diese am Bohrplatz nachgemessen. Zu hohe Schallemissionen, vor allem nachts, sind unzulässig und müssen unterbunden werden. Dies kann auch dazu führen, dass eine Schallschutzwand nachträglich errichtet werden muss und die Bohrarbeiten nachts nur stark eingeschränkt zulässig sind.
Insgesamt kann festgehalten werden, dass für die Bohrarbeiten wie auch für alle anderen Lebensbereiche, die Regelungen des Schallschutzes einzuhalten sind.
Das in Bayern geförderte Thermalwasser besitzt eine sehr geringe Mineralisation (< 1 g/l) und damit fast Trinkwasserqualität. Toxische und radioaktive Elemente liegen deutlich unter der Gefährdungsrichtlinie der Weltgesundheitsorganisation (WHO) für Trinkwasser. Auf Grund der Förderung im Kreislauf – Förderung, Entwärmung und Injektion – werden ausschließlich bei der Erschließung des Reservoirs mit den Bohrarbeiten nur für einige wenige Tage Tiefenwasser und Wasserdampf kontrolliert freigesetzt. Erst nach einer analytischen Kontrolle und Einhaltung der Grenzwerte der Behörden darf das geförderte Tiefenwasser in die Kläranlage abgeleitet werden.
Bei einer Geothermieanlage in Deutschland dürfen keine Schadstoffe freigesetzt werden. Das Tiefenwasser muss in einem geschlossenen System von der Förderung über die Entwärmung bis zur Injektion in die Tiefenwasser führende Schicht geführt werden. Somit können keine Gase und auch kein Wasser entweichen. Am Wärmetauscher wird die Wärme an das Fernwärmenetz oder ein Kraftwerk übergeben. Auch hier ist die Dichtigkeit der Leitungen zu garantieren.
Grundsätzlich ist zwischen oberflächennaher (< 400 Meter Tiefe) und tiefer Geothermie (> 400 Meter Tiefe) zu unterscheiden.
Bei den Bohrungen in Staufen handelte es sich um oberflächennahe Bohrungen (unter der Genehmigungspflicht von 100 Metern Tiefe) für Erdwärmesonden, die von einem Brunnenbauunternehmen durchgeführt wurden. Sie sind daher mit tiefer Geothermie mit Bohrungen in mehrere tausend Meter Tiefe, wie sie im Bayerischen Molassebecken abgeteuft und genutzt werden, nicht vergleichbar.
Am Unglücksort in Staufen und Umgebung tritt im Untergrund die Formation des sogenannten Gipskeupers auf. Diese enthält das Mineral Anhydrit, das bei Kontakt mit Wasser quillt, sich in Gips umwandelt und dadurch an Volumen zunimmt. Vor allem im Straßen- und Tunnelbau hat das Quellen von Anhydrit in der Vergangenheit schon zu zahlreichen Schäden in Südwestdeutschland geführt. Diese Gefährdung ist durch eine fachgerechte Ausführung der Arbeiten beherrschbar. Die Ereignisse in Staufen hätten somit vermieden werden können.
Im bayerischen Voralpenland ist der geologische Aufbau des Untergrundes durch hunderte Tiefbohrungen aus der Erdölexploration und der tiefen Geothermie innerhalb der letzten sechzig Jahre gut bekannt. Die oben genannte geologische Formation des Gipskeupers oder auch andere vergleichbare Schichten kommen im Bayerischen Molassebecken nicht vor. Daher sind solche mineralogischen Reaktionen wie in Staufen grundsätzlich nicht möglich. Zudem werden Tiefbohrungen sehr detailliert geplant. Beim Bergamt sowie den Wasser- und Umweltbehörden müssen Bohrplatz und Bohrung detailliert beschrieben und eine Genehmigung beantragt werden. Die Bohrarbeiten für tiefe Geothermie sind ausschließlich spezialisierten Unternehmen mit entsprechenden Qualifikationen und Zertifikaten erlaubt.
Bei professionell ausgeführten Bohrungen ist eine Gefährdung des Grundwassers nach menschlichem Ermessen so gut wie ausgeschlossen. Das Grundwasser stammt fast ausschließlich aus oberflächennahen Erdschichten. Um dieses Grundwasser zu schützen, wird vor Beginn der Bohrarbeiten ein Standrohr aus Stahl gesetzt und zementiert. Es reicht bis in 70 bis 80 Meter Tiefe, unterhalb des ersten Grundwasserstauhorizonts. In dem Standrohr finden die Bohrarbeiten statt. Die erste Bohrsektion wird bis an die Oberfläche im Standrohr einzementiert (mehr lesen).
Grundsätzlich kann der Betrieb von Geothermieanlagen, beispielsweise bei zu hohem Druck bei der Reinjektion des Tiefenwassers, leichte seismische Aktivitäten auslösen. In der Regel liegen diese allerdings weit unter der Wahrnehmungs- und Schadensschwelle – man nennt dies Mikroseismizität. Bayern gilt allgemein nicht als erdbebengefährdetes Gebiet und weist nur eine geringe Grundspannung auf. Eine Studie des Umweltbundesamtes kommt zu dem Schluss, dass Seismizität mit Personen- und Sachschäden bei Bohrungen für tiefe Geothermie in Bayern auszuschließen ist. Durch strenge Auflagen bei der Genehmigung eines Projekts, wie beispielsweise einem großflächig aufgestellten Messnetzwerk, das der Landeserdbebendienst überwacht, werden Maßnahmen getroffen, um seismische Ereignisse frühzeitig zu erfassen und je nach Stärke auf die Förderung bzw. Reinjektion einzuwirken. (mehr lesen).
Geothermiebohrungen müssen gemäß aktueller gesetzlicher Lage vorab auf ihre Auswirkungen sehr genau untersucht werden. Die dafür vorgeschriebene Umweltverträglichkeitsvorprüfung (UVP-V) prüft sämtliche möglichen Auswirkungen auf die Schutzgüter Mensch, Boden, Wasser, Flora, Fauna sowie das Landschaftsbild. Sind Lärm-, Gas- und Lichtemissionen zu erwarten und welche Maßnahmen sind geplant, um diese auf ein Mindestmaß zu begrenzen? Wie werden oberflächennahe Bodenschichten sowie die Grundwasserleiter vor möglichen Schadstoffeinträgen geschützt? All dies muss der Projektentwickler in umfangreichen Gutachten darlegen (mehr lesen).