1 / 27

Hoch-Enthalpie-Lagerstätten

Hoch-Enthalpie-Lagerstätten. Vortrag in den Fächern Geothermie und Allgemeine Hydrogeologie im SS 2012 Dozent: Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch von Carsten Rocholl. Gliederung Einordnung/ Was sind Hoch-Enthalpie-Lagerstätten? Vorkommen Vergleich zu Nieder-Enthalpie-Lagerstätten

cosima
Download Presentation

Hoch-Enthalpie-Lagerstätten

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Hoch-Enthalpie-Lagerstätten Vortrag in den Fächern Geothermie und Allgemeine Hydrogeologie im SS 2012 Dozent: Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch von Carsten Rocholl

  2. Gliederung • Einordnung/ Was sind Hoch-Enthalpie-Lagerstätten? • Vorkommen • Vergleich zu Nieder-Enthalpie-Lagerstätten • Erschließung • Energetische Nutzung • Heutige Nutzung • Geothermische Nutzung in Kenia: Olkaria • Risiken der Nutzung/ Zusammenfassung/ Fazit 20.07.12 | 2

  3. Einordnung der tiefen Erdwärme-Systeme - Hoch-Enthalpie-Lagerstätten - Nieder-Enthalpie-Lagerstätten • Offene Systeme • Hydrothermale Systeme • Petrothermale Systeme (Hot Dry Rock) • Geschlossene Systeme • Tiefe Erdwärmesonden • Weitere Systeme • Grubenwärme • Tunnelwärme usw. } Wärme- und Stromerzeugung } Wärmeerzeugung 20.07.12 | 3

  4. Was sind Hoch-Enthalpie-Lagerstätten? - Wärmeanomalien im Zusammenhang mit vulkanischen Tätigkeiten - Hohes Temperaturniveau (mehrere 100°C) der Fluide (Wasser/Dampf) - abhängig von Druck- und Temperaturbedingungen der Lagerstätten: dampf- oder wasserdominierend - in Nähe der Erdoberfläche Glory Morning Hole, Yellowstone National Park http://www.reisewut.com/westcoast07/westcoast07-13.html 20.07.12 | 4

  5. Was sind Hoch-Enthalpie-Lagerstätten? Zum Vergleich: Wärmestrom im globalen Mittel: 0,063 W/m² Wärmestrom in vulkanisch aktiven Gebieten: bis zu 0,8 W/m² - Modell der Lagerstätten „The Geysers“ in Kalifornien, USA - 35 km² Größe Hoch-Enthalpie-Lagerstätte - Modell http://www.erdwaerme-zeitung.de/geothermiepressenews/geothermieprojekte/thegeyserskalifornien/index.html 20.07.12 | 5

  6. Vorkommen - in vulkanisch aktiven Regionen - an den Randbereichen der Kontinentalplatten - „Ring of Fire“ (pazifische Platte): Neuseeland, Indonesien, Philippinen, Japan, Kamchatka, Alaska, Kalifornien, Mexiko, Zentral Amerika, - Island (Mid-Atlantic Ridge), Afrika (Großer Afrikanischer Grabenbruch), - „Hot Spots“ Hawaii, Yellowstone, Grabenbruch Äthiopien http://ethiopiaembassy.eu/country-profiles/tourism/ 20.07.12 | 6

  7. Vorkommen Hoch-Enthalpie-Lagerstätten weltweit Aus: Geothermische Stromerzeugung, BMU 2011 20.07.12 | 7

  8. Vergleich zu Nieder-Enthalpie-Lagerstätten - außerhalb vulkanischer Aktivitäten - geringe Temperaturen an der Oberfläche - geringe Zunahme der Temperatur über die Tiefe → ca. 3°C je 100 Meter Erdsonden, Wärmepumpe http://www.fug-verlag.de/fug/bilder/00011286B1288106567.jpg 20.07.12 | 8

  9. Vergleich zu Nieder-Enthalpie-Lagerstätten Wärmeanomalien in Deutschland → Keine Hoch-Enthalpie-Lagerstätten!!! - in ca. 2000 Metern Tiefe → Temperaturen über 100°C Wärmeanomalien in Deutschland Aus: Geothermische Stromerzeugung, BMU 2011 20.07.12 | 9

  10. Vergleich zu Nieder-Enthalpie-L. Wärmeanomalien in Deutschland Aus: Geothermische Stromerzeugung, BMU 2011 Vergleich verschiedener Quellen Aus: Geothermische Stromerzeugung, BMU 2011 20.07.12 | 10

  11. Erschließung - über Bohrungen - aber: geringere Tiefe bei höherer Temperatur → somit sehr wirtschaftlich Bohrturm Groß Schönebeck http://www.eti-brandenburg.de/energiethemen/geothermie/ 20.07.12 | 11

  12. Energetische Nutzung - Bereitstellung von Industriedampf - Speisung von Nah- und Fernwärmenetzen - insbesondere Stromerzeugung über Dampfturbinen • Dry-Steam Power Plants (Dampf dominiert) • Flash Steam Power Plants (Wasser dominiert; durch extrem hohen Druck) 20.07.12 | 12

  13. Energetische Nutzung Voraussetzung: - ausreichende Temperatur - ausreichende Qualität der geothermischen Fluide Früher: Entlassen des Dampfes in die Atmosphäre (Larderello, Italien) → Schwefelgeruch Heute: Rückführung der abgekühlten Fluide in die Lagerstätten → Vermeidung negativer Umwelteinwirkungen → Erhaltung hoher Produktivität durch höheres Druckniveau 20.07.12 | 13

  14. Dry-Steam Power Plants - direkte Nutzung des Dampfes zur Stromerzeugung - Dampf wird entnommen - Turbine treibt Generator an - abgekühltes Fluid wird reinjeziert Kraftwerksschema http://geosurvey.state.co.us/Pages/CGSHome.aspx 20.07.12 | 14

  15. Flash Steam Power Plants - Nutzung des heißen Wassers, hoher Druck im Untergrund - Verdampfen des Wassers in Behälter direkt vor der Turbine - Turbine treibt Generator an - abgekühltes Fluid wird reinjeziert Kraftwerksschema http://geosurvey.state.co.us/Pages/CGSHome.aspx 20.07.12 | 15

  16. Heutige Nutzung der Lagerstätten - Italien: Larderello • Nutzung bereits seit dem Mittelalter (Lederherstellung) • 1828 erste Bohrungen um mehr Dampf zu gewinnen • 1904 erstes Geothermisches Kraftwerk (reichte für 5 Glühlampen) • Installierte Leistung heute: 550 MW el. Dry-Steam Power Plant Erstes „Kraftwerk“ 1904 http://www.udo-leuschner.de/basiswissen/SB112-02.htm 20.07.12 | 16

  17. Heutige Nutzung der Lagerstätten - Beispiele Island: • 31 aktive Vulkansysteme • 41,7 PJ (60%) der Primärenergie aus Erdwärme USA: • Installierte Leistung ca. 3.200 MW, davon ca. 2.600 MW in Kalifornien • Weitere 2.000 MW bereits in Entwicklung Japan: • Installierte Leistung ca. 540 MW • Geothermisches Potential: ca. 23.500 MW • Geothermie soll Atomkraft ablösen Geysir - Island http://www.geothermie-nachrichten.de/page/24 20.07.12 | 17

  18. Heutige Nutzung der Lagerstätten Temperaturniveaus verschiedener, in Nutzung befindlicher geothermischer Reservoire http://vgks.ch/index.php?id=147 20.07.12 | 18

  19. Nutzung in Olkaria, Kenia - zurzeit 170 MW el. - Produktions- und Reinjektionsfeld auf einer Fläche von 70 m² - 700 bis 3000 Meter Tiefe → 250 - 350°C - 110 Bohrungen • 50 fördern heissen Dampf • 60 zur Reinjektion genutzt 20.07.12 | 19

  20. Nutzung in Olkaria, Kenia Genutztes Gebiet in Kenia http://vgks.ch/index.php?id=147 20.07.12 | 20

  21. Nutzung in Olkaria, Kenia Anlagen auf dem Gelände des geothermischen Feldes http://vgks.ch/index.php?id=147 20.07.12 | 21

  22. Nutzung in Olkaria, Kenia Geothermisches Kraftwerk http://vgks.ch/index.php?id=147 20.07.12 | 22

  23. Risiken der Nutzung - Hebungen - Setzungen - Entstehung von Erdbeben durch Bohrungen - dadurch bereits Schließung von Kraftwerken - z.B. fünf stärkere Beben im Jahre 2006 in der Nähe von Basel, Schweiz • Geothermie sollte 4 AKW ablösen • Stärke 2,9 bis 3,4 • 2 Millionen Euro Schaden 20.07.12 | 23

  24. Zusammenfassung - Hoch-Enthalpie-Lagerstätten sind in vulkanisch aktiven Regionen zu finden - Besonderheiten: hohe Temperatur bei geringer Tiefe - direkte Nutzung des Dampfes oder der heissen Wassers - heute viele Kraftwerke, welche Hoch-Enthalpie-Lagerstätten nutzen - erste Nutzung: Larderello in Italien 20.07.12 | 24

  25. Fazit - Hoch-Enthalpie-Lagerstätten besitzen ein hohes Potential zur geothermischen Stromerzeugung - meist sehr Wirtschaftlich aufgrund: → geringer Tiefe der Fluide → hohe Temperaturen der Fluide - Ausbau der geothermischen Stromerzeugung in Gebieten mit Hoch-Enthalpie- Lagerstätten sinnvoll 20.07.12 | 25

  26. Ende Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!! 20.07.12 | 26

  27. Quellen - http://www.erdwaerme-zeitung.de/geothermie_bine_projektinfo.pdf - http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/broschuere_ geothermie_strom_bf.pdf - http://de.wikipedia.org/wiki/Geothermie#Hochenthalpie-Lagerst.C3.A4tten - http://www.energytoolbox.org/gcre/bibliography/149_2419.pdf - http://www.tiefegeothermie.de/index.php?id=60 - http://www.tiefegeothermie.de/index.php?id=60 - http://www.ige.uni- stuttgart.de/fileadmin/ressourcenRedakteure/pdf/Vorlesung/ Sonderprobleme/WS10_11/20110201_Tiefengeothermie.pdf - http://www.geothermal-energy.org/234,welcome_to_our_ page_with_data_for_italy_electricity_generation.html - http://www.hems-renewables.de/renewable-energies/geothermie.html#c2501 - http://www.enerdream.de/oekostrom/erdwaerme/7-erdwaerme-kostbare-ressource- zur-stromgewinnung.html - http://vgks.ch/index.php?id=147 20.07.12 | 27

More Related