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Erdwärmenutzung
in Deutschland / Geothermal
Energy use in Germany
The results of this
research are published in:
-
Clauser, C., Heitfeld, M.,
Rosner, P., Sahl, H., Schetelig, K., 2005. Nutzung von Erdwärme in
aufgelassenen Bergwerken am Beispiel des Aachener Steinkohlenreviers,
Beratende Ingenieure, 6/2005, 14-17.
(full pdf download)
(5.3 MB)
Clauser, C., Kleiner, S.,
Mathews, T., Wagner, R., 2003. Numerische Simulation von Erdwärmesonden
- Kenntnis der Gesteinseigenschaften hilft Kosten optimieren, Brennstoff, Wärme, Kraft (BWK), 55(9), 29-30.
full .pdf download)
(0.7 MB)
-
Schellschmidt, R.,
Clauser, C., Sanner, B., 2000. Geothermal Energy Use In
Germany At The Turn Of The Millenium, Proceedings World Geothermal
Congress 2000, Kyushu-Tohoku, Japan
(full .pdf
download) (0.8 MB)
-
Clauser, C.,
1997a. Geothermal energy use in Germany - status and potential,
Geothermics, 26(2), 203-220.
-
Clauser, C., 1997b,
Erdwärmenutzung in Deutschland, Geowissenschaften, 15, 21-224.
Kurzfassung: Die
gesamte in Deutschland zur Erwärmenutzung installierte Leistung beträgt etwa
323 MWt. Hierzu tragen 22 größere, zentrale Einrichtungen rund 39
MWt bei, die mehreren zehntausend kleinen, dezentral installierten
Grund-wasserwärmepumpen und Erdwärmetauscher jedoch 285 MWt. Für
das Jahr 2000 wird ein Anstieg auf etwa 467 MWt erwartet, beruhend
auf einem Zuwachs von 115 MWt bzw. 29 MWt bei den
zentralen und dezentralen Einrichtungen. Knapp 60 % der in Deutschland im Jahr
1995 bereitgestellten Endenergie (9200 PJ, entspricht auf ein Jahr bezogen
etwa 290000 MW) wird als Wärme verbraucht. Das maximale technische Potential
für eine direkte Erdwärmenutzung in Deutschland aus hydrothermaler Nutzung
sowie aus oberflächennahen Wärmetauschern wird auf insgesamt knapp 2580 PJ yr-1
geschätzt. Dies entspricht einer maximalen thermischen Leistung von rund 81800
MWt bzw. 29 % des gegenwärtigen jährlichen deutschen
Endenergieverbrauchs oder knapp 49 % des Wärmebedarfs. Bei konsequenter
Nutzung dieses Potentials könnte der jährliche CO2-Ausstoß um rund
110 Millionen Tonnen vermindert werden, etwa 12 % der im Jahr 1994 in
Deutschland an die Atmosphäre abgegebenen Menge.
Abstract: By the end
of 1995 direct thermal use of geothermal energy in Germany amounted to an
installed thermal power of roughly 323 MWt. Of this sum,
approximately 39 MWt are generated in 22 major centralized
installations. Small, decentralized earth-coupled heat pumps and groundwater
heat pumps are estimated to contribute an additional 285 MWt . By
the year 2000 an increase in total installed power of about 144 MWt
is expected: 115 MWt from major central and 29 MWt from
small, decentralized installations. This would bring direct thermal use in
Germany close to an installed thermal power of 467 MWt. At present
no electric power is produced from geothermal resources in Germany, whose
annual final energy consumption at present amounts to about 9200 PJ. Related
to one year this is equivalent to a total consumed power of approximately
290000 MW. Almost 60 % of this energy is required as heat. The maximum
technical potential for direct thermal use of geothermal energy in Germany is
estimated to be 2580 PJ yr-1 from hydrothermal applications and
shallow heat exchanger systems; this is equivalent to a maximum thermal power
generation of about 81800 MWt . This corresponds to about 29 % of
the country's annual final energy consumption, or roughly 49 % of its demand
for heat. However, at present only about 4 o/oo of the
existing maximum technical potential for direct thermal use of geothermal
energy meets the demand for heat. If the vast potential of geothermal energy
for direct thermal use was utilized to substitute fossil fuels, roughly 110
million tons less of CO2 would be released to the atmosphere
annually, equivalent to about 12 % of Germany's CO2 output in 1994.
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Größere Zentraleinrichtungen (>100 kWt) zur direkten Nutzung
geothermischer Energie in Deutschland: große Sterne: in Betrieb (Tabelle 1);
kleine Sterne: in Realisierung (aus: Hurter, S. J., & Hänel, R. (eds.),
Atlas of Geothermal Resources in Europe, 2002)
Major installations (>100 kWt) for
direct use of geothermal energy in Germany. Large stars: operating
(Table 1); small stars:
under development.
See full paper in Geothermics for details.
|
Location
(longitude E, latitude N)
|
Inst. power (MWt)
|
Use
|
T (°C)
|
Flow rate (L s-1)
|
Miscellaneous
|
|
Neustadt-Glewe
(11.58, 53.37)
|
10.7 (6.5)
|
H
|
95
|
35
|
doublet, no heat pump
|
|
Neubrandenburg
(13.27, 53.56)
|
10 (3.5)
|
H
|
54
|
28
|
doublet, heat pump
|
|
Waren (Müritz)
(12.68, 53.52)
|
5.2 (1.5.)
|
H
|
60
|
17
|
doublet, no heat pump
|
|
Wiesbaden (8.24, 50.12)
|
1.76
|
H, S
|
69
|
13
|
-
|
|
Staffelstein
(10.97, 50.10)
|
1.70
|
H, S
|
54
|
4
|
-
|
|
Birnbach (13.09, 48.45)
|
1.4
|
H, S
|
70
|
16
|
2 boreholes/heat pumps
|
|
Biberach (9.79, 48.10)
|
1.17
|
G, S
|
49
|
40
|
-
|
|
Buchau (9.63, 48.05)
|
1.13
|
H, S
|
48
|
30
|
-
|
|
Urach (9.38, 48.51)
|
1.00
|
H, S
|
58
|
10
|
-
|
|
Aachen (6.08, 50.78)
|
0.82
|
H, S
|
68
|
-
|
-
|
|
Konstanz (9.18, 47.67)
|
0.62
|
S
|
29
|
9
|
-
|
|
Frankfurt-Höchst
(8.55, 50.12)
|
0.45
|
E
|
-
|
-
|
32 VHEs of 50 m depth each
|
|
Waldsee (9.76, 47.92)
|
0.44
|
H, S
|
30
|
7
|
-
|
|
Baden-Baden
(8.24, 48.76)
|
0.44
|
H, S
|
70
|
3
|
-
|
|
Füssing (13.31, 48.36
|
0.41
|
H, S
|
56
|
60
|
-
|
|
Prenzlau (13.87, 53.32)
|
0.3-0.5
|
E
|
108
|
-
|
deep VHE of 2800 m depth
|
|
Gladbeck
(6.98, 51.57)
|
0.28 (0.18)
|
E
|
-
|
-
|
32 VHEs of 60 m depth each and 1 HHC
provide heating and cooling to the "Wiesenbusch" office complex
|
|
Kochel am See (11.22, 47.65)
|
0.21
|
E
|
-
|
-
|
21 VHEs of 98 m depth each provide
space heating to 35 apartments
|
|
Griesbach (11.18, 48.45)
|
0.20
|
G, H, S
|
60
|
5
|
-
|
|
Weiden (12.16, 49.68)
|
0.20
|
H, S
|
26
|
2
|
-
|
|
Ems (7.71, 50.39)
|
0.16
|
H, S
|
43
|
1
|
-
|
|
Düsseldorf
(6.79, 51.23)
|
0.12
|
E
|
-
|
-
|
73 VHEs of 35 m depth each provide
space heating and cooling to offices in the "Technorama" complex
|
Tabelle 1. Die derzeit in Deutschland betriebenen 22 größeren
Zentraleinrichtungen (installierte Leistung>100 kWt) zur
direkten´Nutzung geothermischer Energie (E: Erdwärmetauscher, G:
Gewächshaus, H: hydrothermale Gebäudeheizung, S: Thermalbad). Soweit
bekannt, ist der geothermische Anteil an der installierten Leistung in
Klammern angegeben.
Table 1. Twenty-two major centralized installations (installed power >100
kWt) for direct use of geothermal heat in Germany (E: ground heat
exchangers; G: greenhouse; H: hydrothermal space heating; S: thermal
spa). Where known, geothermal contribution to installed power is given in
parentheses
|
Location (longitude E,
latitude N)
|
Year
|
Power (MWt)
|
Use
|
Depth (m)
|
T (°C)
|
Flow rate (L s-1 )
|
Miscellaneous
|
|
Rheinsberg
(12.88, 53.10)
|
1998
|
?
|
H, S
|
1820
|
60-65
|
14-21
|
doublet
|
|
Erding
(11.91, 48.31)
|
1997
|
20
|
H, S, W
|
2350
|
65
|
25-57
|
cooled water (17°C), supplies 1/3
of city's demand for potable water, cost: approx. 25 MDM
|
|
Simbach am Inn
(13.02, 48.27)
|
2000
|
20
|
H, S
|
2300-2400
|
90-100
|
|
doublet
|
|
Altötting
(12.68, 48.23)
|
2000
|
16
|
H, S
|
2200-2300
|
90-100
|
|
doublet
|
|
Neufahrn
(11.67, 48.32)
|
2000
|
10-15
|
H
|
1600-1800
|
80-85
|
83
|
base load for incinerating plant
|
|
Marktschwaben
(11.85, 48.18)
|
1999
|
12
|
H
|
2500-2600
|
80-85
|
|
doublet
|
|
Straubing
(12.58, 48.87)
|
2000
|
12
|
H, W
|
850
|
38
|
44-56
|
doublet , production of thermal and potable water
|
|
Bayreuth
(11.58, 49.94)
|
1998
|
6
|
H, S, W
|
1100
|
31
|
17
|
thermal spa and rehabilitation hospital, cooled water
(10°C) used totally as potable water
|
|
Endorf
(12.30, 47.90)
|
1997
|
6
|
H
|
2500
|
65-70
|
14
|
singlet
|
|
Krumbach
(10.40, 48.20)
|
2000
|
6
|
H, S
|
1500-1600
|
55
|
|
singlet
|
|
Lobenstein
(11.63, 50.43)
|
2-3
|
|
H, S, W
|
1600
|
50
|
|
singlet, cooled water used as potable water
|
|
Meppen
(7.30, 52.70)
|
2000
|
2.5 (0.8-1.5)
|
H, S
|
1500
|
60
|
17 (?)
|
doublet
|
|
Göhren-Lebbin
(13.73, 54.33)
|
1998
|
2
|
H, S
|
<50
|
|
|
singlet
|
|
Ehrenfriedersdorf
(12.97, 50,63)
|
1996
|
0.4-1.2
|
H, W
|
50, 143
|
11-14
|
2.8-19.4
|
thermal use of mine water
|
Tabelle 2. Derzeit in Deutschland in Realisierung
begriffene größere Zentraleinrichtungen (installierte Leistung > 100
kWt) zur direkten Nutzung geothermischer Energie (Jahr:
voraussichtliches Jahr der Fertigstellung, H: hydrothermale
Gebäudeheizung, S: Thermalbad, W: Trinkwasser). Soweit bekannt, ist
der geothermische Anteil an der installierten Leistung in Klammern
angegeben.
Table 2: Projects for direct use of geothermal heat in Germany
currently being developed (year: anticipated year of completion; H:
hydrothermal space heating; S: thermal spa; W: potable water). Where known,
geothermal contribution to installed power is given in parentheses
|
Location
(state)
|
Status
|
Power (MWt)
|
Use
|
Depth (m)
|
T (°C)
|
Flow rate
(L s-1 )
|
Miscellaneous
|
|
Bad Schuessenried
(Baden-Württemberg)
|
P
|
1.5
|
H, S
|
1800
|
75
|
10
|
doublet
|
|
Bühl
(Baden-Württemberg)
|
F
|
0.5
|
E
|
2250
|
124
|
|
deep vertical heat exchanger
|
|
München
(Bayern)
|
P
|
30
|
H
|
2600
|
90-100
|
|
doublet, Riem airport
|
|
Schrobenhausen
(Bayern)
|
P
|
10
|
H, S
|
|
40
|
|
|
|
Berlin
(Berlin)
|
P
|
1.6
|
E
|
100
|
|
|
160 vertical heat exchanger for space heating and
cooling forr the ÆReichstag“ parliament building
|
|
Belzig
(Brandenburg)
|
P
|
|
S
|
850
|
40
|
|
|
|
Golm
(Brandenburg)
|
P
|
4
|
E
|
|
|
|
space heating for Max-Planck-Institute facility;
excess heat from natural-gas block thermal power staion stored
underground and produced from vertical heat exchangers
|
|
Templin
(Brandenburg)
|
P
|
|
S
|
|
|
|
|
|
Allermöhe
(Hamburg)
|
F
|
15
|
H
|
2500
|
80
|
28
|
direct input of thermal water in long-distance
heating system
|
Tabelle 3. Orte mit Machbarkeitsstudien bzw.
Voruntersuchungen (F bzw. P) für Anlagen zur direkten Nutzung
geothermischer Energie in Deutschland (H: hydrothermale
Gebäudeheizung, S: Thermalbad, E: erdgekoppelte Wärmetauscher).
Table 3. Potential sites (F: feasibility studies; P: preliminary studies)
for direct use of geothermal heat in Germany (H: hydrothermal space heating;
S: thermal spa: E: ground heat exchangers).
Weltweite direkte Nutzung geothermischer Energie nach
Anwendungsbereichen (Daten Freeston, 1995).
Global direct use of geothermal energy 1995 according to usage (data
Freeston, 1995). Categories from bottom right, counterclockwise: space
geating incl. hot water, heat pumps, thermal spas, drying of produce, green
houses, fish hatching, preocess heat, air conditioning and defrosting,
others.
Primärenergieverbrauch in Deutschland nach Anwendungsbereichen
(Details: siehe Artikel in
Die Geowissenschaften).
Primary energy consumption in Germany according to usage
Endenergieverbrauch in Deutschland nach Anwendungsbereichen (Details: siehe
Artikel in
Die Geowissenschaften).
Final energy consumptionin Germany according to usage
Weltweit installierte Leistung zur direkten
Erdwärmenutzung (Daten: Lund & Freeston, 2000).
Global installaed power for direct use of geothermal energy (data Lund
& Freeston, 2000).
Maximale technische Potentiale in Deutschland für die Erzeugung von
elektrischem Strom (a) und Wärme (b)
aus unterschiedlichen erneuerbaren Energien. Zum Vergleich sind jeweils die
Zahlen für die Gesamtproduktion
an elektrischem Strom bzw. den Endenergieverbrauch in Deutschland im Jahr
1994 angegeben. (Details: siehe Artikel in Die Geowissenschaften).
Maximum technical potentials in Germany for the generation of electricity
(a) and heat (b) from different forms of renewable energy. Also shown for
comparison are the numbers for the total electric power generation and the
final energy consumption
in Germany in 1994.
See full paper in Geothermics for details.
Kosten, die für die Reduktion des CO2-Ausstoßes um eine Tonne
aufgewendet werden müssen,
wenn fossile Energieträger durch unterschiedliche Formen erneuerbarer
Energie ersetzt werden
(Daten: Hessisches Ministeriumfür Umwelt, Energie und Bundesangelegenheiten,
Wiesbaden, 1994;
Geothermische Vereinigung e.V.,Stadtwerke-Erdwärmeforschung, Bad Urach,
1994).Details: siehe Artikel in
Die Geowissenschaften.
Cost of reducing one ton of CO2 when substituting different
renewable energies for fossil fuels in electricity of heat generation
(data: Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie und Bundesangelegenheiten,
Wiesbaden (Germany)1994;
Geothermische Vereinigung e. V., Stadtwerke-Erdwärmeforschung, Bad Urach
(Germany), 1994). See full paper in
Geothermics for details.
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