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Die Voraussetzungen für die Nutzung der Tiefen Geothermie sind im Oberrheingraben ideal. Die Eigenwärme des Bodens steigt dort bei zunehmender Tiefe schneller als in anderen Gegenden Deutschlands. Im Oberrheingraben herrschen in einer Tiefe von 3.000 bis über 6.000 Metern Temperaturen bis zu 200 Grad Celsius. Der Grund für diese Besonderheit sind tiefe Spalten im Erdinneren, die in einem großräumigen Zirkulationssystem die Wärme aus großen Tiefen nach oben tragen.

In Deutschland sind die Norddeutsche Tiefebene, das Alpenvorland und der Oberrheingraben aufgrund der geologischen Gegebenheiten geeignete Standorte für die tiefe Geothermie. Über 20 Geothermieanlagen sind hierzulande in Betrieb. Länder wie Italien und vor allem Island nutzen Geothermie seit über 100 Jahren in großem Umfang zur Strom- und Wärmeerzeugung ohne negative Auswirkungen auf Mensch und Umwelt.

Der Untergrund für eine Nutzung der tiefen Geothermie muss zunächst erkundet werden, um den geeigneten Standort der Bohrungen ausfindig zu machen. Dazu werden aufwendige seismische Messungen in Tiefen von 4.000 bis 5.000 Metern durchgeführt. Liegen die ausgewerteten Ergebnisse vor, werden die Plätze für Produktionsbohrungen und Reinjektionsbohrungen festgelegt.

Bei dem Projekt in Insheim handelt es sich um die Hydrothermale Geothermie. Heißes Thermalwasser wird direkt gefördert und über die so genannte Injektionsbohrung abgekühlt wieder ins Erdreich zurückgeführt. Beide Bohrungen sind in der Regel ein bis zwei Kilometer voneinander entfernt. Das sorgt dafür, dass das abgekühlte Wasser sich in der Erde wieder aufwärmt, bevor es in die Nähe der Förderbohrung kommt. Im Prinzip ist es ein immerwährender Kreislauf.

Geothermieanlagen sind platzsparend zu errichten und fügen sich unauffällig in das Landschaftsbild ein. Geothermie ist außerdem nachhaltig und nahezu unbegrenzt, da sich die Erdwärme im Untergrund immer wieder erneuert. Die Nutzung der Energiequelle ist geräusch- und emissionsarm.

Bei Geothermiekraftwerken unterscheidet man einen elektrischen und einen thermischen Wirkungsgrad, d.h. sie erzeugen Strom und Wärme. Der erzeugte Strom wird nach Abzug des Eigenverbrauchs von bis zu 25 Prozent für die technischen Anlagen wie Pumpen in das öffentliche Netz gespeist. Die beim Stromerzeugungsprozess anfallende Restwärme kann für die Nah- oder Fernwärmeversorgung nahezu verlustfrei genutzt werden. Der große Vorteil bei der Stromerzeugung aus Geothermie ist die Grundlastfähigkeit. Das bedeutet, dass Strom im Gegensatz zu anderen regenerativen Energiequellen rund um die Uhr und witterungsunabhängig erzeugt werden kann.

Am Standort in Insheim kommt das Hydrothermale Geothermieverfahren zum Einsatz. Das geförderte Thermalwasser gibt in einem Wärmetauscher die Wärmeenergie an ein Arbeitsmedium ab. Dieses Arbeitsmedium mit einem niedrigen Siedepunkt wird verdampft und erzeugt den entsprechenden Druck für den Antrieb der Turbine, der mit einem Generator gekoppelt ist und Strom erzeugt. Die Restwärme wird dem Nah- oder Fernwärmesystem zur Verfügung gestellt. Das abgekühlte Thermalwasser wird über die Reinjektionsbohrung  ca. ein bis zwei Kilometer vom Kraftwerksstandort entfernt wieder dem Erdreich zugeführt.

Heutzutage kommen bei den Bohrungen geräuscharme Elektromotoren zum Einsatz. Je nach Abstand zu bebauten Gebieten können geräuschdämmende Maßnahmen sinnvoll sein. Die zuständigen Behörden wenden äußerst strenge Auflagen an.

Bei einer Tiefbohrung werden von den zuständigen Behörden  strenge Sicherheits- und Umweltauflagen eingefordert und kontrolliert. Eine Bohrstelle muss durch bauliche Maßnahmen so abgesichert sein, dass weder Wasser, Öl, noch andere Stoffe in das Grundwasser oder in die Umgebung gelangen können. Dazu wird für den Bohrplatz meist ein komplettes Ablaufsystem mit Auffangbecken und Abscheidern installiert. Entstehende Abwässer und Bohrklein werden regelmäßig auf ihre Zusammensetzung hin geprüft und über Entsorgungsunternehmen den Umweltauflagen entsprechend entsorgt.

Das in Insheim eingesetzte Verfahren nutzt die Wärme aus Thermalwasser, das über Tiefbohrungen gefördert wird und über Reinjektionsbohrungen abgekühlt ins Erdreich zurückgeführt wird. Durch eine gabelförmige dritte Bohrung wird das Wasser im Untergrund großräumig verteilt. Umfangreiche Voruntersuchungen und Analysen im Vorfeld haben ergeben, dass durch dieses Verfahren in Insheim kaum Gefahrenpotential für große Erschütterungen besteht. Durch die Nutzung des Thermalwassers ist aber meßbare Seismizität zu erwarten. Da der Oberrheingraben in seinen Tiefen tektonisch aktiv ist, muss dort generell auch mit natürlichen Spannungen im Erdinneren gerechnet werden, die allerdings praktisch meist nicht wahrnehmbar sind. Das Kraftwerk in Insheim ist mit modernster Messtechnologie ausgestattet und kann Spannungen bereits vorab erkennen, lokalisieren und hinsichtlich des Betriebs reagieren.

Das Thermalwasser befindet sich in etwa drei bis vier Kilometer Tiefe und wird durch eine Förderbohrung nach oben verbracht. Die Gesteinsschichten in dieser Tiefe sind mit Klüften, Poren und Rissen durchzogen, in denen das Wasser langsam zirkuliert. Das Gestein sorgt trotz dieser Poren und Risse für ausreichend Stabilität. Das entnommene Wasser wird in einem geschlossenem Kreislauf abgekühlt über eine zweite Bohrung wieder dem Erdreich zugeführt. Die Gesamtmenge des Wassers im Untergrund bleibt gleich. Im Übrigen bestehen nur zwei bis drei Prozent  des Gesteins aus diesen mit Wasser gefüllten Rissen. Das Gestein sorgt trotz dieser Poren und Risse seit 140 Millionen Jahren für ausreichend Stabilität.

Das abgekühlte Thermalwasser wird über Rückführungsbohrungen oder Reinjektionsbohrungen genannt wieder in das Erdreich gebracht. Dabei sind die Bohrungen mit einzementierten Stahlrohren ausgekleidet, die nur im Zielhorizont Löcher haben. Das Wasser kann demnach nur in dem vorgesehenen Zielhorizont in etwa vier Kilometern Tiefe versickern. In Insheim wurde in der Reinjektionsbohrung zusätzlich eine so genannte Ablenkbohrung abgeteuft, damit sich das Wasser im Untergrund großräumiger verteilen kann.

Bei der Hydrothermalen Geothermie, wie sie in Insheim verwendet wird, geht keine Gefahr für die Umwelt aus. Thermalwasser enthält gelöste Minerale insbesondere Kochsalz und Kalk sowie gelöste Gase wie Kohlendioxid. Es können in geringen Mengen auch giftige Stoffe vorhanden sein, z. B. Blei oder Arsen. Da das Thermalwasser in einem geschlossenen Kreislauf fließt, können diese Stoffe jedoch nicht entweichen. Sie werden wieder zurück in den Untergrund verbracht und da die Bohrung komplett mit Stahlrohren ausgekleidet ist, wird das oberflächennahe Grundwasser nicht berührt.

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