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Grafik zeigt zum Interreg-Projekt Roll-out of Deep Geothermal Energy in North-West Europe ein Schema der hydrothermalen Geothermie.

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Das Projekt

DGE-ROLLOUT – Tiefe Geothermie für Nordwesteuropa

Hochtemperiertes Wasser, kilometertief aus der Erde geholt, als klimafreundlicher Wärmelieferant für Wohngebiete und Industrieanlagen: Diese natürliche Energiequelle soll dazu beitragen, den Ausstoß von klimaschädlichem Kohlendioxid erheblich zu reduzieren – rund um die Uhr, das ganze Jahr. Ein zukunftsweisender Ansatzpunkt, denn 53 % des Energieverbrauches in Nordwesteuropa (NWE) sind Wärmebedarf, aber nur 2,5 % davon stammen derzeit aus erneuerbaren Energien!

Um die Nutzung der sogenannten hydrothermalen Geothermie innerhalb der nächsten Jahre in Nordwesteuropa auf breiter Ebene zu realisieren, fördert die Europäische Union seit Oktober 2018 das Projekt Roll-out of Deep Geothermal Energy in North-West Europe, kurz DGE-ROLLOUT. Weil Klima und Geologie keine politischen Grenzen kennen, die Herausforderungen umfangreich sowie vielschichtig sind und vorhandenes Know-how gefragt ist, beteiligen sich an dem bis Ende 2022 laufenden Projekt insgesamt 20 Partner aus sechs Ländern unter Federführung des GD NRW. Ihr Ziel: Tiefe Geothermie in Nordwesteuropa nutzbar zu machen – technisch, wirtschaftlich und mit gesellschaftlicher Akzeptanz.

Auf das richtige Gestein kommt es an

Gesucht werden Gesteine, durch deren Hohlräume mehr als 50 °C heißes Wasser fließt. Durch ein speziell ausgebautes Bohrloch wird das heiße Wasser nach oben gefördert und seine Wärme genutzt. Das abgekühlte Wasser wird durch ein zweites Bohrloch in den Untergrund zurückgeführt.

Für diesen Zweck sind verkarstete Kalksteine besonders vielversprechend. Sie weisen die für die hydrothermale Geothermie erforderlichen Hohlräume (Karsthohlräume) auf. Hier wurden durch versickerndes und fließendes Wasser im Laufe von Jahrmillionen Teile des Kalksteins gelöst und Wasserwegsamkeiten geschaffen. Für die geothermale Anwendung sind solche Gesteinsvorkommen ab Tiefen von ca. 1 km nutzbar. Dort hat das Wasser eine Temperatur von rund 40 °C. In 3 Kilometer Tiefe sind es bereits ca. 100 °C.

Im Untergrund von Nordrhein-Westfalen existieren verkarstungsfähige Karbonatgesteine (Kalk- und Dolomitsteine) in drei verschiedenen stratigraphischen Einheiten und damit in drei Tiefenniveaus:

  • in der Kreide: Kalksteine bis ca. 2,5 km
  • im Karbon: Kohlenkalk und turbiditische Karbonate bis ca. 5 km
  • im Devon: Riffkalke bis 6 km
Grafik zeigt die Verbreitung der Karbonatgesteine aus der Kreide-, Karbon- und Devon-Zeit in Nordrhein-Westfalen.

Grafik vergrößern, PDF (1,5 MB)

Grafik zeigt Kalksteine im Untergrund einiger Regionen von Nordrhein-Westfalen mit hohem Potenzial für hydrothermale Geothermie.

Kalksteine mit hohem hydrothermalem Potenzial im Untergrund einiger Regionen von Nordrhein-Westfalen

Grafik vergrößern in PDF (2 MB)

Hohe Ansprüche an Technik, Ökologie und Ökonomie

Die komplizierten Verhältnisse im Aufbau des geologischen Untergrundes sind eine der besonderen Herausforderungen, die es zu erkunden und zu meistern gilt. Hydrothermale Geothermie muss für Mensch und Umwelt technisch sicher und sauber sein. Nicht nur das: Sie muss auch wirtschaftlich sinnvoll, politisch wie gesellschaftlich gewollt und rechtlich abgesichert sein.

DGE-ROLLOUT bündelt transnational eine Vielzahl von Kompetenzen unterschiedlichster Institutionen und Unternehmen: Neben dem GD NRW sind dies die Staatlichen Geologischen Dienste von Belgien, Frankreich, Großbritannien, Irland und den Niederlanden, Forschungseinrichtungen, Netzwerkorganisationen, Unternehmen aus dem Bereich der Exploration und Energieversorgung und weitere.

Um die zahlreichen Aspekte zu berücksichtigen, die für die Etablierung der hydrothermalen Geothermie wichtig sind, ist das Projekt in sieben Arbeitspakete aufgeteilt:

 

Management

Leitung: Geologischer Dienst NRW (GD NRW)

  • Interne Koordination des DGE-ROLLOUT Projektes und Kommunikation des Projektes mit dem Interreg NWE Programm
  • Finanzverwaltung des Projektes
  • halbjährliche Berichterstattung an das Interreg NWE Programm
  • Organisation, Durchführung und Dokumentation der dreimal jährlich stattfindenden Partnertreffen
  • Unterstützung von Organisation und Durchführung einer jährlich stattfindenden Konferenz

 

Kommunikation

Leitung: Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG

  • Außendarstellung des DGE-ROLLOUT Projektes
  • Unterstützung der Projektpartner bei der Organisation von Veranstaltungen
  • Ausrichten von internen Workshops
  • Einrichten und Aktualisierung der Internetseite des Projektes: www.nweurope.eu/DGE-ROLLOUT
  • regelmäßiger Newsfeed über den Twitterkanal @DGE_ROLLOUT
  • Umsetzung einer Ausstellung zu DGE-ROLLOUT und Tiefengeothermie im Deutschen Bergbau-Museum Bochum

 

Kartieren und Netzwerken

Leitung: Belgischer Geologischer Dienst (GSB)

  • Aufbau einer gemeinsamen, transnationalen Wissensbasis
  • Erkundung und Darstellung der tiefengeothermischen Potenziale Nordwesteuropas in einem 3D-Atlas
  • Erkundung und Darstellung des Wärmebedarfs und der Abnehmerstrukturen
  • Erfassen unterschiedlicher Entwicklungsstände und regionaler Unterschiede, zum Beispiel bei Infrastruktur und Verfahrensabläufen
  • Erörterung rechtlicher und finanzieller Fragen im Bereich der Tiefengeothermie
  • Aufbau eines Online-Netzwerkes, das alle wichtigen Informationen zur Planung und Gewinnung hydrothermaler Geothermie bereitstellt

 

Entscheidungs- und Explorationsunterstützung

Leitung: Energie Beheer Nederland B.V. (EBN)

  • Planung und Aufnahme geophysikalischer Daten
  • Ausarbeitung von Empfehlungen zur Risikominimierung bei der tiefengeothermischen Exploration, um wirtschaftliche, öffentliche und politische Entscheidungsträger zu unterstützen
  • Entwicklung von Anwendungs- und Entscheidungshilfen für Investoren und Endnutzer
  • Konzeption einer standardisierten Explorationsmethode für tiefengeothermische Projekte

Leistungsverbesserung von Geothermie-Anlagen

Leitung: Flämisches Institut für technologische Forschung (VITO NV)

  • Steigerung der Leistungsfähigkeit bestehender tiefengeothermischer Anlagen zur weiteren CO2-Reduktion
  • Initiieren von Projekten zur Wärmespeicherung in unterschiedlichen Medien

Dies wird unter realen Bedingungen in Balmatt (Belgien), Bochum (Fraunhofer IEG), an der TU Darmstadt und in Weisweiler (RWE) durchgeführt. Die Anlagen stehen exemplarisch für unterschiedliche Fragestellungen:

 

Balmatt ist die erste tiefengeothermische Anlage im Projektraum mit so hoher geförderter Wassertemperatur, dass damit auch Strom produziert werden kann.

In Bochum werden die Wärmespeichermöglichkeiten in einem stillgelegten gefluteten Bergwerksstollen erkundet und umgesetzt.

Die TU Darmstadt testet die Speicherung saisonaler Überschusswärme in kristallinen Gesteinen.

Weisweiler ist ein konventionelles Braunkohlekraftwerk, bei dem die Einbindung von hydrothermaler Geothermie untersucht wird.

 

Alle vier Anlagen sind an vorhandene Wärmenetze gekoppelt – für das „Kohleland“ NRW mit seinen vielen Kraftwerken besonders interessant: Noch versorgt das Braunkohlekraftwerk Weisweiler rund 2 000 Kunden mit Fernwärme. In einigen Jahren könnte es bereits saubere, klimafreundliche Wärme aus der Erde sein. Das tiefengeothermische Potenzial ist hier vielversprechend. Untersuchungen und Analysen werden zeigen, ob und wie tiefe Geothermie die Wärme der Zukunft sein kann.

 

Investment

Leitung: Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG

  • Beschaffung einer Hochtemperatur-Wärmepumpe
  • Entwicklung einer Testanlage für Hochtemperatur-Wärmepumpen und Kaskadensysteme für kommunale Fernwärmenetze
  • Ein ehemaliges geflutetes Grubengebäude dient saisonal als Wärmespeicher bzw. als Wärmequelle.
  • Die erzeugte Wärme soll in das Wärmenetz Bochum Süd eingespeist werden.

 

Langzeiteffekte

Leitung: Geologischer Dienst NRW

  • Dokumentation und Pflege der Arbeitsergebnisse und Daten für zukünftige Tiefengeothermieprojekte
  • Erarbeitung von Handlungsplänen zur Strukturierung künftiger Tiefengeothermieprojekte
  • Thematisierung potenzieller neuer tiefengeothermischer Zielhorizonte und Zielregionen
  • Einrichtung einer internationalen Beratungsstelle für Tiefengeothermie
  • Erweiterung des Tiefengeothermie-Netzwerkes während der Projektlaufzeit
  • Organisation weiterer Treffen des Tiefengeothermie-Netzwerkes nach Abschluss des Projektes

 

Interreg Nordwesteuropa

Die Europäische Union fördert mit ihrer Struktur- und Investitionspolitik die „europäische territoriale Zusammenarbeit“. Dazu hat sie vor mehr als 20 Jahren das Programm Interreg ins Leben gerufen, das in gezielten Projekten die transnationale Zusammenarbeit von nationalen, regionalen und kommunalen Partnern in Kooperationsräumen wie Nordwesteuropa unterstützt.

Die Bundesregierung hat die Antragstellung des Projektes DGE-ROLLOUT bei Interreg NWE gefördert. Im Projektmanagement – von der Planung bis zur abschließenden Realisierung – wird der GD NRW durch die Firma europiZe unterstützt.

 

Grafik zeigt Logos der Projektpartner von DGE-ROLLOUT

Liste der Projektpartner, PDF (131 KB)

Grafik zeigt geologisches Blockbild zum tiefengeothermischen Potenzial am Standort des Braunkohlekraftwerks Weisweiler

Tiefengeothermisches Potenzial am Standort des rheinischen Braunkohlekraftwerks Weisweiler

Grafik vergrößern in PDF (2,8 MB)

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