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HPC AG - Das Ingenieurunternehmen

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Oberflächennahe Geothermie

Intelligent Heizen und Kühlen

Eine rund um die Uhr und zu jeder Jahreszeit gleichmäßig verfügbare und unbegrenzte Energiequelle zum Heizen und Kühlen? Darüber hinaus auch noch auf heimischem Grund und damit unabhängig von globalen Krisen und Wirtschaftszyklen? Und nicht zuletzt auch noch mit wirtschaftlichen Vorteilen gegenüber konventionellen Energieträgern? Was auf den ersten Blick unmöglich erscheint, ist durch den Einsatz der oberflächennahen Geothermie realisierbar. Die Umweltberater und Ingenieure von HPC beantworten Ihre Fragen und unterstützen Sie bei der Umsetzung Ihres „energiereichen“ Vorhabens. Ob Mehrfamilienhäuser, Wohnblocks oder Gebäudegruppen, öffentliche Gebäude, Verwaltungen, Krankenhäuser und Schulen oder Gewerbe- und Servicebetriebe jedweder Art – die oberflächennahe Geothermie schafft ein angenehmes Raumklima mit wirtschaftlichen Vorteilen und – als Gratiszugabe – mit Vorteilen für die Umwelt.

HPC begleitet Sie bei Ihrem Projekt umfassend und kompetent.

 

Tiefe Geothermie

Zukunftsorientierte Erschließung und Nutzung von geothermischer Energie oder der „in Form von Wärme gespeicherten Energie unterhalb der Oberfläche der festen Erde“

Die Tiefe Geothermie bietet das größte Potential der erneuerbaren Energien. Unabhängig vom Wetter, vom Klima, von der Tageszeit und von fossilen oder anderen konventionellen Brennstoffen steht deren praktisch unerschöpfliches Reservoir überall und permanent zur Verfügung. Durch die Möglichkeit eines Ersatzes fossiler und anderer konventioneller Brennstoffe eröffnet die Tiefe Geothermie große Versorgungssicherheit über buchstäblich geologische Zeiträume. Negative Begleiterscheinungen wie CO2-Emissionen können vermindert werden. Die fossilen Energieträger können hierdurch höherwertig  verwendet werden. Von den regenerativen Energien kann die Geothermie einen stabilen Beitrag zur Absicherung der Grundlastversorgung leisten.

Die Zunahme der Gebirgstemperatur um durchschnittlich etwa 3°C je 100 m Tiefe ermöglicht je nach geologischen Standortbedingungen die Nutzbarmachung der Erdwärme über geeignete Tiefbohrungen. Folgende Technologien finden derzeit Anwendung:

Hydrothermale Systeme mit niedrigem Wärmeinhalt:

  • Wärmegewinnung aus Grundwasser mit Temperaturen bis ca. 100°C mittels Förderbohrung und Wiedereinleitung in den Untergrund über eine Injektionsbohrung (Dublette)

Hydrothermale Systeme mit hohem Wärmeinhalt:

  • Nutzung von Temperaturen von ca. 180°C bis über 500°C in vulkanisch aktiven Zonen

Petrothermale Systeme:

  • Hot-Dry-Rock-Verfahren
  • Hot-Fractured-Rock-Verfahren
  • EGS (enhanced geothermal systems, verbesserte geothermische Systeme)
  • Tiefe Erdwärmesonde

Diese petrothermalen Nutzungsarten beruhen auf dem Prinzip eines Wärmetauschers: In die mit Bohrungen in großer Tiefe aufgeschlossenen Gesteine wird Wasser eingeleitet und nach Aufheizung für die Energieerzeugung zurückgewonnen.

Die umfangreichen Erfahrungen in der HPC mit Tiefbohrungen bei der Erschließung von Thermalwasser und Naturkohlensäure sowie die Zusammenarbeit mit Fachfirmen, Behörden, Laboratorien und anderen Servicefirmen ist die Grundlage für unsere Dienstleistungen auf dem Gebiet der Tiefen Geothermie:

  • Vorstudie (Pre-Feasibility-Study, Tiefenlage des Wasserreservoirs, Temperaturabschätzung, Ergiebigkeit)
  • Machbarkeitsstudie mit standortindividueller Bewertung der Geologie und des geothermischen Potentials
  • Genehmigungsverfahren (bergrechtliches Zulassungsverfahren, Betriebspläne für das Aufsuchen und Gewinnen der Erdwärme, Abgrenzen von Erlaubnis- und Gewinnungsfeldern, Naturschutz, Trinkwasser- und Heilquellenschutz)
  • Standortspezifische Aufsuchung von Erdwärme, ggf. mit geophysikalischen Erkundungsmethoden (2-D-Seismik, 3-D-Seismik) und Auswahl der geeigneten, dem Standort angepassten Nutzungsart der Tiefen Geothermie
  • Technische und geologische Planung und Konzeption der Tiefbohrungen, Testarbeiten (Pumpversuche, Stimulationsversuche, Inproduktionssetzung, Geothermal Response Test) Kostenermittlung und Ausschreibung der Bohrungen, Konzeption und Ausschreibung von Leitungen
  • Planung der Bohrplätze nach den spezifischen Standorterfordernissen und deren Rekultivierung
  • Projektsteuerung, Bauleitung, Auswertung der Messergebnisse (Pumpversuche, geophysikalische Vermessungen)

Ihr Nutzen:

Wir bieten Ihnen eine umfassende und interdisziplinäre Beratung und Dienstleistung rund um alle wirtschaftlichen, rechtlichen und naturwissenschaftlich/technischen Aspekte der Tiefen Geothermie aus einer Hand an. Mit unserem Know How können wir Ihre Entscheidungen unterstützen und Sie bei der Umsetzung Ihrer Vorstellungen fachlich kompetent begleiten.


Musterbeispiel eines Geothermie-Projektes

Ein Wohngebäude mit einer zu beheizenden Gesamtwohnfläche von 4.500 m² und 55 Wohneinheiten soll mittels Erdwärme beheizt und gekühlt werden. HPC führt eine geologisch-hydrogeologischen Standortrecherche durch und wertet einen Thermal Response Tests zur Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit des Untergrundes aus. Das Ergebnis ist positiv - also werden 25 Erdsonden jeweils bis 120 m Tiefe in den Untergrund eingebaut. Eine an die Erdwärme-Sondenanlage angeschlossene Wärmepumpe wandelt die konstante Temperatur des Untergrundes auf die erforderlichen Heiz- und Warmwassertemperaturen für das Gebäude um. Umgekehrt kann in den Sommermonaten die Untergrundtemperatur  als Quelle für die Raumkühlung dienen.

Die im Vorfeld durchgeführte Wirtschaftlichkeitsberechnung für die Anlage zeigte eine Einsparung der Verbrauchskosten von 27.500,- €/Jahr gegenüber einer konventionellen Gaskesselanlage. Unter Berücksichtigung der Investitionsmehrkosten von rund 175.000,- €/Jahr für die geothermische Anlage amortisiert sich die Investition in weniger als 8 Jahren. Und die saubere Umwelt gibt es gratis dazu.


Geothermie in Deutschland

Die Erdwärmenutzung zum Beheizen von Gebäuden ist – nach dem kontinuierlichen Anstieg der Energiekosten – inzwischen konkurrenzfähig und zeichnet sich durch sehr niedrige Betriebskosten aus. Wärmepumpenheizungen bestehen aus Erdwärmesonden und einer Wärmepumpe. 2004 wurden in Deutschland etwa 9.500 neue Anlagen errichtet, 2006 waren es schon 28.000, der Bestand übersteigt 130.000.

Bei den Betriebskosten spielt die Beständigkeit der Anlagen gegen Verschleiß eine entscheidende Rolle. Bei offenen Systemen war Korrosion durch aggressive Bestandteile im Wasser bis vor einigen Jahren ein Problem, das jedoch heute technisch gelöst ist. Damit stellt die Nutzung von Erdwärme eine ernst zu nehmende Alternative zu nichtregenerativen Energien dar, die in Zukunft sicher noch an Bedeutung gewinnen wird.

 

Unsere Leistungen:

1. Entscheidungsphase

  • Machbarkeitsprüfung mit geologischer Standortrecherche und Vorprüfung der Genehmigungsfähigkeit 
  • Rentabilitätsvorschau mit Vergleichsdarstellung gegenüber konventionellen Systemen

2. Planungsphase

  • Baugrundgutachten mit Prüfung des Einsatzes von erdberührten Betonteilen als Wärmeaustauscher bzw. der Eignung der Wärmequelle „Grundwasser“
  • Thermal Response Test zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit des Untergrundes
  • Planung/Bemessung der Erdwärmeanlage
  • Genehmigungsverfahren mit geologischer Stellungnahme

3. Ausführungsphase

  • Ausschreibung der Anlage 
  • Bohrungen mit Dichtheitsprüfung
  • Überwachung

Ihr Nutzen:

  • gesicherte Entscheidungs- und Kalkulationsgrundlage
  • Kostenminimierung und Absicherung gegenüber zukünftigen Steigerungen der Energiekosten
  • langfristig gesicherte Energieversorgung
  • weitgehend unabhängige Energieversorgung
  • Verringerung des CO2-Ausstoßes
  • Wertsteigerung der Immobilie

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