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Grafik zeigt 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 ein Großteil des nationalen Energiebedarfs wird für den Wärmesektor benötigt.

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 vielseitig sind und vorhandenes Know-how gefragt ist, beteiligen sich an dem bis Oktober 2023 verlängerten Projekt insgesamt 20 Partner aus sechs Ländern unter Federführung des GD NRW. Ihr Ziel: die Tiefengeothermie als klima- und umweltfreundliche Wärmeressource zu etablieren und die CO2-neutrale Wärmeerzeugung zu fördern.

Auf das richtige Gestein kommt es an

Gesucht werden Gesteine, durch deren Hohlräume mehr als 50 °C heißes Wasser fließt. Dieses kann mit Hilfe einer geothermischen Dublette gefördert werden: Durch einen Förderbrunnen wird das heiße Wasser nach oben gepumpt und seine Wärme genutzt. Das abgekühlte Tiefenwasser wird anschließend durch ein zweites Bohrloch, den Injektionsbrunnen, in den Untergrund zurückgeführt.

Für diesen Zweck sind verkarstete Kalksteine besonders vielversprechend. Sie weisen die für die hydrothermale Geothermie erforderlichen 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 etwa 2 km nutzbar. Dort hat das Wasser eine Temperatur von rund 70 °C. In 3 km Tiefe können es bereits über 100 °C sein.

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: Verbreitung der Karbonatgesteine in NRW
Grafik zeigt Kalksteine im Untergrund von NRW

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

Grafik vergrößern in PDF (2 MB)

Grafik zu DGE-Video

Auf der COP26 informierte der GD NRW über DGE-ROLLOUT.

Zum Video

COP26 Durham Energy Institute

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:

 

Arbeitspaket 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

 

Arbeitspaket 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 Twitter: @DGE_ROLLOUT
  • Umsetzung einer Ausstellung zu DGE-ROLLOUT und Tiefengeothermie im Deutschen Bergbau-Museum Bochum
  • Kurzfilm zum Projekt

 

Arbeitspaket Kartieren und Netzwerken

Leitung: Belgischer Geologischer Dienst (GSB)

  • Aufbau einer gemeinsamen, transnationalen Wissensbasis
  • Erkundung und Darstellung der tiefengeothermischen Potenziale des Unterkarbons in Nordwesteuropa
  • 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 einer Online-Applikation, die alle wichtigen Informationen zur Planung und Gewinnung hydrothermaler Geothermie bereitstellt

 

Arbeitspaket Entscheidungs- und Explorationsunterstützung

Leitung: Energiewirtschaft Niederlande 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

Arbeitspaket 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 (mehr als 130 °C), 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, dessen Infrastruktur nach dem Kohleausstieg für hydrothermale Geothermie verwendet werden soll.

 

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 Kund*innen mit Fernwärme. In einigen Jahren könnte es bereits saubere, klimafreundliche Wärme aus der Erde sein. Das tiefengeothermische Potenzial ist hier vielversprechend. Erkundungsbohrungen und Analysen werden zeigen, ob und wie tiefe Geothermie die Wärme der Zukunft sein kann.

 

Arbeitspaket 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.

 

Arbeitspaket 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 mit Logos der Projektpartner

Liste der Projektpartner, PDF

Grafik zeigt geologisches Blockbild

Tiefengeothermisches Potenzial am Standort des rheinischen Braunkohlekraftwerks Weisweiler

Grafik vergrößern in PDF (2,8 MB)

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