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Standortpotenziale tiefer und oberflächennaher Geothermie - Pilotprojekt Ismaning

EnEff:Wärme - Forschung für energieeffiziente Wärme- und Kältenetze

Gebäude- und Bebauungsstruktur Ismaning

© Gemeinde Ismaning

Projektsteckbrief

Projektstatus Projektstatus: Phase 3Realisierung
Standort 85737 Ismaning, Bayern
Projektfahrplan Nach Fertigstellung des Konzepts wurden Planungs- und Bauleistungen vergeben. Derzeit befindet sich das Projekt bereits in der Umsetzungsphase. Die Geothermie-Tiefenbohrung wurde bereits in eine Tiefe von 2.200 Meter abgeteuft.
Träger Gemeinde Ismaning
Projektthemen

Projektbeschreibung

Für die Energieversorgungsstruktur einer Kommune mit ca. 15.500 Einwohnern auf einer Fläche von ca. 40 km² wird das verfügbare Standortenergiepotenzial der geothermischen Energie analysiert. Mit Hilfe von Berechnungsmethoden werden Potenziale und Absatzmöglichkeiten der oberflächennahen und tiefen Geothermie ermittelt.

Projekt, Forschungsprogramm

Das Projekt konzentriert sich auf folgende Bereiche:

  • Möglichkeiten der Einbindung von (tiefer) geothermischer Energie und anderer erneuerbarer Energiequellen in ein bestehendes Versorgungssystem
  • Einbindung von oberflächennaher Geothermie zum Heizen und Kühlen und Einbindung in bestehende Strukturen
  • Untersuchung von Möglichkeiten der Energiespeicherung
  • Analyse des Einsatzes intelligenter Regelungstechnik zur effizienten Energieverteilung der eingespeisten Erdwärme
  • sowie der sinnvollen Kombination mit weiteren erneuerbaren Energieträgern.

Dazu sollen innovative Konzepte für geothermische Anwendungen auf unterschiedlichen Temperaturniveaus entwickelt werden.

Konzeption

Die Gemeinde Ismaning erwägt, als Baustein einer kommunalen Klimaschutzstrategie die Tiefengeothermie zur nachhaltigen Weiterentwicklung ihrer drei Nahwärmeinseln zu nutzen. Die Realisierung der Geothermischen Wärmeversorgung erfordert den hydraulisch abgestimmten Zusammenschluss der bestehenden Nahwärmeinseln und einen umfangreichen Ausbau des Wärmenetzes über das gesamte Gemeindegebiet.

Die Gemeinde Ismaning wurde in das Projekt einbezogen, da Ismaning zum Zeitpunkt der Antragsstellung, im Dezember 2007, konkrete Absichten zur Erstellung eines Energienutzungsplanes und zur Nutzung der Tiefen Geothermie verfolgte, womit eine Forschung am konkreten Beispiel für beide Projektpartner möglich war.

Zum Start des Projekts im Jahr 2008 wurden konkrete Fragestellungen zur Nutzung der Tiefen Geothermie für ein hydrothermales System der Gemeinde Ismaning von Ebert-Ingenieure erarbeitet, im Laufe des Projektes immer wieder erweitert und vor Gremien des Gemeinderates vorgestellt. Das Konzept bezog sich auf Variantenuntersuchungen hinsichtlich Bedarfsstrukturen sowie Energie- und Leistungsbilanzen. Zudem wurde detailliert untersucht, welche Technologien für die Steigerung des Nutzens aus geothermischer Energie derzeit Verwendung finden. Eingeschlossen sind dabei die Kälteerzeugung, die Erzeugung von elektrischer Energie, der Einsatz von (Hochtemperatur) Wärmepumpen zur Erhöhung des Temperaturniveaus der geothermischen Quelle und die Einbindung von saisonalen Wärmespeichern. Anhand von Simulationen mit einem Berechnungsprogramm von Erdwärmesondenanlagen wurde bei einer Nutzung der oberflächennahen Geothermie für eingegrenzte Versorgungsgebiete die jährliche Wärmebereitstellung ermittelt, mit dem Wärmebedarf verglichen und der Einsatz oberflächennaher Geothermie mit Wärmepumpenanlagen diskutiert. Zudem wurden Methoden zur Ermittlung des Standortenergiepotenziales getestet. Zur Darstellung der umfangreichen Datenmengen wurde ein Geoinformationssystem genutzt, das diese Daten effizient verwaltet und räumlich zuordnen kann. Das nutzbare Energiepotenzial der oberflächennahen Geothermie wurde mit 13,5 GWh/a ermittelt. Zur Optimierung von Fernwärmetrassen wurden aktuelle Berechnungsmethoden verwendet, um die Verteilung der Energie aus der Quelle „Tiefe Geothermie“ effizient zu ermöglichen.

Parallel laufende Forschungsvorhaben, die sich in mit den Bereichen Optimierung von Heizungsanlagen, Warmwasserbereitung und Betrieb von Gebäuden befassen, wurden berücksichtigt. Um die Auswirkungen der Einbindung von weiteren Energiequellen in ein Versorgungssystem darzustellen und Optimierungsmöglichkeiten zu finden wurden umfangreiche Simulationen durchgeführt, die Ergebnisse diskutiert und grafisch dokumentiert. Weiterhin wurde auf Vorgehensweisen zur Wirtschaftlichkeitsbetrachtung eingegangen und Möglichkeiten einer umfassenden finanziellen Projektbetrachtung eines Projektes der Tiefen Geothermie beschrieben.

Im März 2011 wurde das Projekt der Tiefen Geothermie durch den Gemeinderat Ismaning beschlossen. In der Heizperiode 2012/2013 soll Erdwärme für die ersten Gebäude nutzbar sein. Derzeit werden Bohrarbeiten durchgeführt, für ca. 6.200 Bohrmeter. Der Bau der Anlage zur Nutzung der Tiefen Geothermie wird dazu führen, dass ein Fernwärmenetz in einem großen Teil der Gemeinde Ismaning installiert wird, das im Maximalfall bis zu 84 GWh/a an Wärme liefern soll. Die Tiefengeothermie trägt dazu 56 GWh/a bei. Betrachtet man nun die Prognose der Wärmebedarfsentwicklung im Jahr 2030, vgl. Kap. 5.2.5, von ca. 130 GWh/a so bedeutet dies, dass durch die Tiefengeothermie 43 % des gesamten Wärmebedarfs abgedeckt wird. Es lässt sich somit abschließend feststellen, dass mittels des Forschungsvorhabens die ökologische Energieversorgung der Gemeinde Ismaning durch Geothermie in die Praxis umgesetzt werden kann. Die Ergebnisse des Vorhabens flossen unmittelbar in die Diskussion der verschiedenen Gremien ein und stellten somit die Initialzündung dar. Das Bestreben der Gemeinde Ismaning die Energieversorgung im Sinne der von der Bundesregierung bis 2050 gesteckten Ziele auszurichten, stellt eine Vorbildfunktion für andere Kommunen dar.

Realisierung

Derzeit (Stand: Juni 2012) befindet sich das Projekt bereits in der Umsetzungsphase. Die erste Geothermie-Tiefenbohrung wurde in eine Tiefe von 2.200 Meter abgeteuft. Die Zweite Bohrung soll bis Herbst 2012 fertiggestellt werden.

Bilanzierung, Optimierung

Das nutzbare Energiepotenzial der oberflächennahen Geothermie wurde mit 13,5 GWh/a ermittelt. Der Bau der Anlage zur Nutzung der Tiefen Geothermie wird dazu führen, dass ein Fernwärmenetz in einem großen Teil der Gemeinde Ismaning installiert wird, das im Maximalfall bis zu 84 GWh/a an Wärme liefern soll. Die Tiefengeothermie trägt dazu 56 GWh/a bei.

Kenndaten Wirtschaftlichkeit

vorher nachher Einheit
Investitionen gesamt   72.000.000,00