Letzte Aktualisierung: 03.11.2020

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Tiefe Geothermie in Norddeutschland: Hamburg und Schwerin weisen den Weg

Die Potenziale der Tiefengeothermie zur Wärme- und Stromgewinnung sind enorm. Doch ähnlich enorm ist auch das Risiko einer Fehlbohrung. Außer in den gut erkundeten Gebieten des Molassebeckens Bayerns war es für Investoren schwierig, die nötige Finanzierung als auch politische Rückendeckung für die häufig in der Öffentlichkeit als sehr sensibel wahrgenommenen Bohrungspläne zu erhalten. Mit zunehmender Klimakrise und auch Wandel in der Wahrnehmung Erneuerbarer Energien scheint auch die Tiefe Geothermie wieder neue Impulse zu bekommen. Im Norddeutschen Becken sind nun zwei Projekte in der finalen Umsetzung.

Bohrplatz der Injektionsbohrung - hier werden Ende 2020 die Arbeiten für den Bohrplatzbau durchgeführt. (Foto: Stadtwerke Schwerin)

Bohrplatz der Injektionsbohrung - hier werden Ende 2020 die Arbeiten für den Bohrplatzbau durchgeführt. (Foto: Stadtwerke Schwerin)

Das Norddeutsche Becken wird begrenzt durch die Küsten von Nord- und Ostsee sowie der Mittelgebirgsschwelle im Süden und umfasst bestimmte Regionen in den Bundesländern Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg, Berlin, Niedersachsen, Hamburg und Schleswig-Holstein.

Die im Untergrund vorhandene, nutzbare Aquiferfläche beträgt ca. 135.000 km2 und weist je nach Region und Erschließungstiefe Temperaturen zwischen 55 und 165 Celsius, bei einem technischen Potenzial von 911 TWh/a auf. Das sind sehr gute Voraussetzungen für eine direkte Wärmenutzung. Tiefe Geothermie-Projekte in Hamburg und Schwerin zeigen nun, wie die Potenziale der tiefen Geothermie auch in Norddeutschland nutzbar gemacht werden können.

Hamburger Geothermie-Projekt

Im Sandstein tief unter den Elbinseln erwarten Geologen eine Temperatur von 130 Grad Celsius. Mit Bohrungen in eine Tiefe von 3.000 bis 4.000 Metern soll dieses Energiepotenzial nutzbar gemacht werden. Die Vision: Ein geothermisches Kraftwerk könnte bald mehrere tausend Wohnungen und andere Gebäude in Wilhelmsburg mit Wärme versorgen - im besten Fall sogar auch mit Strom.

Innerhalb eines Forschungsvorhabens der IBA Hamburg hatte das Ingenieurbüro GTN Geothermie Neubrandenburg seismische Erkundungen organisiert. Mittels Reflexionsseismik wurde Vibratorfahrzeugen der Aufbau der Erdkruste bis in etwa 4.000 Meter Tiefe bestimmt. Im November 2010 schließlich wurde das positive Resultat veröffentlicht: Die Hauptförderschicht ist groß genug, dass sie in 3.500 Meter Tiefe ausreichend förderfähiges Tiefenwasser birgt. Das heiße Tiefenwasser in Wilhelmsburg befindet sich im sogenannten Rhät, einer Gesteinsschicht der Obertrias. Das Wasser erreicht hier eine Temperatur von bis zu 130 Grad Celsius und bewegt sich in den Zwischenräumen des Gesteins.

Innerhalb des Reallabors "IW³ - Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg" soll nun - 10 Jahre später - die Erschließung der Geothermievorkommen unter den Elbinseln Wirklichkeit werden. Innerhalb dieses Projekts soll eine Tiefen Geothermieanlage errichtet werden, die heißes Thermalwasser aus dem Untergrund - genauer aus 3.500 Metern Tiefe - nach oben holt. Über Wärmetauscher wird die Energie dem Wasser entzogen und in das Wärmenetz eingespeist, das neu errichtet wird. Das abgekühlte Wasser wird zurück in den Entnahmehorizont geleitet.

Mittels zusätzlicher Einbindung sektorenübergreifender Technologien wie Wärmepumpen und Power-to-Heat-Anlagen sowie der Verwendung selbst erzeugten erneuerbaren Stroms, ist perspektivisch eine CO2-neutrale Versorgung möglich. Um Wärmeüberschüsse des Sommers im Winter nutzen zu können, ist die Errichtung eines saisonalen Speichers, eines sogenannten Aquiferspeichers, vorgesehen. So können unterschiedliche Energiebedarfe mit unterschiedlichen Energieverfügbarkeiten effizient miteinander in Einklang gebracht werden.

Ein digitaler Wärme-Marktplatz bündelt alle lokalen Energieerzeuger und Verbraucher und ermöglicht so eine kosteneffiziente wie klimafreundliche Versorgung von Gebäuden.

Neben HAMBURG ENERGIE als Konsortialführer sind an dem Hamburger Projekt auch die GTW Geothermie Wilhelmsburg GmbH (einer von der IBA Hamburg mitgegründeten Gesellschaft), Consulaqua GmbH, HIR Hamburg Institut Research gGmbH sowie die Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) Hamburg und die Christian-Albrechts-Universität (CAU) zu Kiel beteiligt.

Anfang August 2020 überreichte Andreas Feicht, Staatssekretär für Energiepolitik im Bundeswirtschaftsministerium (BMWi), einen Förderbescheid in Höhe von 22,5 Millionen Euro. Damit startet das Hamburger Projekt nun in die Umsetzung.

Dubletten-Bohrung in Schwerin

Etwas weiter ist Schwerin: Im Oktober 2018 starteten in Schwerin Lankow die Bohrarbeiten für die erste Geothermie-Bohrung. Die Endteufe der ersten Bohrung am Heizkraftwerk Lankow sollte in 1.235 Meter liegen. Hier wurde Themalwasser mit einer Schüttung von über 40 Liter pro Sekunde erwartet. In acht Wochen wollte die Daldrup & Söhne AG die Endteufe erreichen. Die zweite Bohrung sollte dann in ca. 900 Meter Entfernung am Sportpark in Lankow abgeteuft werden. Die erwartete Fördertemperatur von 50 Grad Celsius wird dann mit Wärmepumpen auf 70 Grad Celsius angehoben und ins Fernwärmenetz der Stadtwerke eingespeist werden.

Bereits im Dezember 2018 wurde die angestrebte Tiefe von 1.237 Metern erreicht. Erste Proben zeigten, dass eine weitere Vertiefung der Bohrung noch mehr Wärme zutage fördern würde. Daher entschied man sich, bis auf 1.296 Meter abzuteufen. Untersuchungen im März 2019 zeigten dann, dass mit 56 Grad Celsius ist die Temperatur deutlich höher lag als erwartet und auch die Schüttung lag rund ein Viertel über der Prognose.

Jetzt soll die Reinjektionsbohrung bis auf eine Tiefe von rund 1.300 Metern abgeteuft und innerhalb von gut vier Monaten fertig gestellt werden. Die Bohrung übernimmt wieder der Bohrtechnik- und Geothermiespezialist Daldrup & Söhne AG, der im Oktober 2020 von der Energieversorgung Schwerin GmbH & Co. Erzeugung KG (EVSE), ein Tochterunternehmen der Stadtwerke Schwerin GmbH (SWS), einen weiteren Auftrag zur Erstellung einer Injektionsbohrung erhalten hat.

Schwerin möchte bis 2035 CO2-neutral werden. Die Nutzung der Erdwärme ist für die Stadtwerke Schwerin ein Beitrag zu einer nachhaltigen und klimafreundlichen Energiegewinnung auf dem Weg zur angestrebten CO2-Neutralität der Landeshauptstadt bis zum Jahr 2035. Das Schweriner Geothermie-Projekt ist Teil der Klimainitiative der Landeshauptstadt. Ca. 15 % des Fernwärmebedarfs Schwerins werden zukünftig durch die Einbindung der Geothermie gedeckt.

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