GEOTHERMIE.CH - Geothermie Schweiz

 
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GEOTHERMIE.CH
                                                                 NR. 45 | 18. JAHRGANG | 18 ANNÉE | SEPTEMBER | SEPTEMBRE 2008

Zeitschrift der Schweizerischen Vereinigung für Geothermie SVG
Bulletin de la Société Suisse pour la Géothermie SSG
Bulletin of the Swiss Geothermal Society SGS

SVG/SSG Schwerpunkt Aus- und Weiterbildung
Forschung Weitere Höhepunkte in Sicht
Bohrsysteme Angepasste Technik verlangt
GEOTHERMIE.CH - Geothermie Schweiz
INHALT SOMMAIRE

                                                                     3    Éditorial

                                                                     4    SVG / SSG Schwerpunkt Aus- und Weiterbildung
                                                                          Die Hauptversammlung in Fribourg hat den Schwerpunkt
                Impressum
                GÉOTHERMIE.CH                                             der künftigen Aktivitäten bestätigt: Aus- und Weiterbildung
                September / septembre 2008                                bleiben eine zentrale Aufgabe.
                Nr. 45
                18. Jahrgang / 18. année                             5    Geothermie in Deutschland Die Potenziale sind da
                www.geothermie.ch                                         Die vorhandenen Daten und Erfahrungen mit geother-
                                                                          mischer Energie versprechen eine interessante Zukunft
                Herausgeber / Éditeur
                Schweizerische Vereinigung für Geothermie (SVG)
                                                                          der Erdwärmenutzung in Deutschland.
                Société Suisse pour la Géothermie (SSG)
                                                                     6    Landau Neues Geothermiekraftwerk am Netz
                Administration SVG / SSG
                Dr. Roland Wyss
                Zürcherstrasse 105, CH-8500 Frauenfeld
                                                                     8    Forschung Weitere Höhepunkte in Sicht
                T 052 721 79 00, info@geothermie.ch                       Mit der Forschung und Entwicklung im Bereich der
                                                                          Geothermie wurden die Grundsteine für viele erfolgreiche
                Redaktionskommission /
                                                                          Anwendungen gelegt. Der neue BFE-Bereichsleiter für die
                Commission de rédaction
                Rudolf Minder
                                                                          Geothermie-Forschung wird darauf aufbauen.
                Daniel Pahud                                         10   Umsetzung Neue SIA-Norm 384/6 «Erdwärmesonden»
                Ladislaus Rybach
                                                                          Die neue SIA Norm 384/6 «Erdwärmesonden» vervoll-
                Sarah Signorelli
                François-D. Vuataz
                                                                          ständigt die Qualitätssicherung durch Vorgaben für die
                Jules Wilhelm                                             Realisierung von Erdwärmesonden-Anlagen.
                Roland Wyss
                                                                     12   EU-Projekt GROUNDHIT auch für die Schweiz relevant
                Redaktion / Rédaction                                     Im Rahmen des EU-Forschungsprojekts GROUNDHIT konnten
                Jürg Wellstein                                            wesentliche Entwicklungsschritte für hocheffiziente
                Wollbacherstrasse 48, CH-4058 Basel
                                                                          Wärmepumpen-Systeme erzielt werden.
                T 061 603 24 87, wellstein.basel@bluewin.ch

                Traduction
                                                                     13   Firmeninformationen
                Jules Wilhelm

                Gestaltung / Graphisme                               14   Bohrsysteme Angepasste Technik verlangt
                Senger Interactive, Zürich                                Ob für Tiefbohrungen, schräge Sondierbohrungen oder für
                info@sengerinteractive.ch                                 Erdwärmesonden, es gilt stets eine angepasste Technik
                Druck / Impression
                                                                          einzusetzen. Die Foralith hat 20 Jahre Erfahrung und
                Gedruckt in der Schweiz /                                 steht heute weltweit im Einsatz.
                Imprimé en Suisse
                                                                     16   Stadtspital Triemli Auf dem Weg zur Erdwärmenutzung
                Titelfoto / Photo de couverture                           Bei der Gesamterneuerung des Stadtspitals Triemli wird
                >> Bei der Gesamterneuerung des Stadtspitals
                Triemli in Zürich spielt die geothermische
                                                                          die geothermische Energienutzung eine Rolle spielen.
                Energienutzung eine bedeutende Rolle. Der Obere
                Muschelkalk in einer Tiefe von ca. 2’300 Meter
                wird für eine Aquifer-Nutzung als vielversprech-     19   Australie La Géothermie à pas de géant !
                endste Schicht angesehen. Die geplante Bohrung            Un pays d’à peine 22 millions d’habitants, mais dont la
                soll Aufschluss geben.                                    taille égale celle de l’Europe, l’Australie développe la géo-
                >> Le renouvellement intégral de l’hôpital munici­        thermie à une cadence digne de son étendue.
                pal de Triemli à Zurich comprend aussi un nouvel
                approvisionnement énergétique basé principale­
                ment sur la géothermie. Le Muschelkalk supérieur     23   Kurzinfos
                à environ 2’300 mètres de profondeur est consid­
                                                                     24   Tropenhaus Frutigen Das Bauen hat begonnen
GEOTHERMIE.CH

                éré comme l’horizon aquifère le plus prometteur,
                à confirmer par le forage projeté.

                >> Info: www.triemli.ch
                >> Grafik: Geowatt AG, Zürich
   2
GEOTHERMIE.CH - Geothermie Schweiz
ÉDITORIAL

Une norme suisse pour les                                           Eine Schweizer Norm für
projets de sondes géother-                                          Erdwärmesonden
miques !
                                                                    Die Erfolgsgeschichte der Erdwärmesonden setzte sich in
Avec plus de 1,4 millions de mètres forés en 2007, soit 10          der Schweiz auch im Jahr 2007 mit einer Gesamtlänge von
fois plus qu’en 1998, les sondes géothermiques continuent           mehr als 1.4 Millionen Metern – also 10 Mal mehr als 1998
leur fulgurante progression entamée en Suisse il a y 10 ans.        – eindrücklich fort. Grösse und Komplexität der Anlagen
La taille et la complexité des installations sont elles aussi en    sind ebenfalls umfangreicher geworden. Die Bohrtiefen ha­
constante augmentation. La longueur courante d’un forage            ben sich heute verdreifacht. Sondenfelder mit Dutzenden
a triplée. Des champs de plusieurs dizaines de sondes ali­          von Erdwärmesonden dienen zum Heizen, Kühlen und für
mentent des bâtiments ou des ensembles de bâtiments tou­            die Warmwasserbereitung von verschiedenartigen Gebäu­
jours plus vastes pour le chauffage, le refroidissement et la       den und von Grossüberbauungen. Die geothermische Res­
production d’eau chaude sanitaire. De plus en plus, la res­         sour­ce wird vermehrt auch mit anderen erneuerbaren Ener­­
source géothermique s’associe à d’autres énergies nouvelles,        gien, wie Sonne und Biomasse kombiniert.
comme le solaire ou la biomasse.
                                                                    Im Hinblick auf diese Entwicklung ist es nun notwendig
Devant cette évolution il est devenu impératif de codifier les      ge­worden, Regeln zur Ausführung von Erdwärme­son­den
règles de concept et de réalisation des sondes géothermi­           zu erarbeiten und damit den Fachleuten ein einheitliches
ques et donner aux professionnels un outil de référence ap­         Werkzeug in die Hand zu geben, das auch bestens an die
plicable aux conditions de notre pays.                              Verhältnisse unseres Landes angepasst ist.

C’est cet objectif que vise la nouvelle norme SIA 384/6,            Die SIA Norm 384/6, die in wenigen Monaten veröffent­
dont la publication est prévu au cours de ces prochains             licht wird, setzt dieses Ziel um. Sie wurde auf Initiative der
mois. Elle a été élaborée à l’initiative de notre Société, dans     SVG, nach einem ersten Vorschlag im Jahr 2001, im Rah­
le cadre du module assurance qualité du programme                   men des Moduls Qualitätssicherung des Programms Ener­
SuisseEnergie, après une première proposition faite en 2001         gieSchweiz ausgearbeitet. Neben den Vorschriften über
déjà. Outre les prescriptions réglementaires relatives à la         Konzeption, Ausführung und Betrieb sollen auch die zahl­
conception, l’exécution et l’exploitation, l’intérêt de la nor­     reichen Tabellen, Grafiken und Beispiele im Anhang dem
me réside dans les nombreux tableaux, graphiques et exem­           Prak­tiker die Arbeit erleichtern. Der Inhalt der SIA Norm
ples donnés en annexe, destinés à faciliter le travail des pra­     384/6 wird in der vorliegenden Ausgabe von GEO­THER­
ticiens. Son contenu fait l’objet d’une description plus dé­        MIE.CH speziell vorgestellt. Zu erwähnen ist, dass adminis­
taillée dans le présent numéro de GÉOTHERMIE.CH. Il est à           tra­tive und umweltrelevante Aspekte nur als Hinweis auf
relever que les aspects administratifs et environnementaux          In­­formationsquellen der Kantone und des Bundes behan­
n’y sont mentionnés que sous forme de rappel ou de réfé­            delt werden.
rence aux textes cantonaux et fédéraux en vigueur.
                                                                    Die positiven Stellungnahmen während der Vernehmlas­
Les avis positifs enregistrés lors de la consultation publique      sung und die sogar aus dem Ausland eintreffenden Anfra­
et les demandes d’informations venant même de l’étranger            gen bestätigen den Bedarf, eine solche Norm möglichst
confirment le besoin de mettre en vigueur un tel document           bald zu veröffentlichen. Es ist zu hoffen, dass die Er­war­­­­
dans les meilleurs délais. Nous espérons qu’il répondra plei­       tun­­­gen der Fachleute und weiterer betroffener Kreise voll­
nement aux attentes des professionnels et des autres milieux        umfänglich erfüllt werden.
concernés.
                                                                    Für die Unterstützung und Mitarbeit an dieser ersten
Que tous ceux qui ont rendu possible l’élaboration de cette         Schwei­­­zer Norm, welche die Erdwärmenutzung betrifft, sei
première norme suisse consacrée à la géothermie, dont en            allen gedankt, vor allem dem SIA, dem Bundesamt für
particulier la Société suisse des ingénieurs et des architectes     Ener­gie (BFE) sowie den Verfassern und Kommissionsmit­
                                                                                                                                     GÉOTHERMIE.CH

et l’Office fédéral de l’énergie, ainsi que les rédacteurs et les   gliedern der SIA.
membres de la commission SIA, soient vivement remerciés
ici pour leur soutien et leur travail !                             Jules Wilhelm
                                                                    Président de la commission
                                                                    Kommissionspräsident SIA 384/6                                    3
GEOTHERMIE.CH - Geothermie Schweiz
SVG / SSG    Schwerpunkt Aus- und Weiterbildung
                                                       Die Hauptversammlung in Fribourg hat neben Ersatzwahlen in den
                                                       Vorstand der SVG auch den Schwerpunkt der künftigen Aktivitäten
                                                       bestätigt: Aus- und Weiterbildung bleiben eine zentrale Aufgabe zur
                                                       Förderung der Geothermie.

                                                       Die Hauptversammlung der SVG fand am 17.             Ersatzwahlen für den Vorstand
                                                       April 2008 in Fribourg statt. Damit bot sich für     Dr. Roland Wyss, Geschäftsstelle GEOTHERMIE.
                                                       die Teilnehmenden die Gelegenheit zum zusätz­        CH, informierte anschliessend über einen leich­
                                                       lichen Besuch der «energissima», der Messe der       ten Anstieg der SVG-Mitglieder auf 345 (Ende
                                                       er­­­­neuerbaren Energien, an welcher auch die       2007). Inzwischen gehören erfreulicherweise be­
                                                       Geo­­thermie-Infostelle Romandie unter der Lei­      reits 65 KMU dazu. Bei den Ersatzwahlen für
                                                       tung von Jules Wilhelm präsent war.                  den Vorstand wurden folgende Personen einstim­
                                                                                                            mig berufen:
                >> Kathy Riklin, SVG-Präsidentin,
                                                                                                            – André Freymond, Berater und Gründer des
                und Roland Wyss, Geschäftsstelle
                GEOTHERMIE.CH, leiteten in Fri-                                                                Wärmepumpen-Infozentrums Romandie (PAC)
                bourg die Hauptversammlung.                                                                 – Joachim Poppei, Physiker, Colenco Power En-
                >> Kathy Riklin, Présidente de la SS                                                           gineering AG in Dättwil
                et Roland Wyss, Secrétaire général,                                                         – Damien Sidler, Ing. ETHZ, Services Industriels
                ont conduit l’assemblée générale à
                Fribourg.                                                                                      de Genève (SIG)
                                                                                                            – Kurt Wiederkehr, Ing. ETHZ, Verband Schweiz.
                                                                                                               Elektrizitätsunternehmen (VSE) in Aarau.

                                                                                                            Roland Wyss stellte abschliessend die Schwer­
                                                                                                            punkte von GEOTHERMIE.CH vor. Das von
                                                                                                            Ener­gieSchweiz erhaltene Mandat zur «indirek­
                                                                                                            ten Förderung der Geothermie» wird sich noch
                                                       Positive Situation für die Geothermie                stärker auf Schulung und Ausbildung konzent­
                                                       Die SVG-Präsidentin Dr. Kathy Riklin gab an der      rieren. Unter anderem gehört auch die Unter-
                                                       Hauptversammlung zunächst eine kurze Ein­            stützung der Bohrmeisterausbildung dazu. Einen
                                                       schät­­zung der aktuellen energiepolitischen Lage,   wichtigen Meilenstein stellt auch die neue Geo­
                                                       welcher angesichts steigender Energiepreise und      thermie-Professur und der Master of Advanced
                                                       sich weiter verschärfender Klimaproblematik          Studies-Studiengang in Geothermie an der Uni­
                                                       noch mehr Beachtung zukommt. Der Auf­                versität Neuchâtel dar.
                                                       schwung der untiefen Geothermie (z.B. durch
                                                       Erd­­­wärmesonden) darf als direkte Auswirkung       Parallel zu diesen Aktivitäten werden die Info-
                                                       und als Resultat gezielter Anstrengungen in der      Materialien und die Website www.geothermie.ch
                                                       Qualitätssicherung und Informationstätigkeit ver­    weiter entwickelt. Die Präsenz an Messen hat
                                                       standen werden. Die Forschungsarbeiten im            durch­aus positive Resultate gezeigt und wird
                                                       Bereich der Tiefengeothermie können durch ein        auch weiterhin zur Kontaktnahme mit Fachleu­
                                                       Versehen im parlamentarischen Budgetverfahren        ten, Bauherrschaften und Interessierten genutzt.
                                                       leider noch nicht in vollem Umfang aufgenom­         <
                                                       men werden. Fürs nächste Jahr ist Kathy Riklin
                                                       je­­doch zuversichtlich, dass die nötigen Budget­
                                                       mit­tel bewilligt werden.

                                                                                                                Résumé
                                                                                                                L’assemblée générale de la SSG a eu lieu le
                                                                                                                17 avril 2008 à Fribourg avec, comme thèmes
                                                                                                                centraux, le renouvellement du comité et les
                                                                                                                activités futures. La Présidente de la SSG, Dr.
                                                                                                                Kathy Riklin, a tout d’abord brossé un tab­
                                                                                                                leau de l’état actuel de la politique énergé­
                                                                                                                tique. Dr. Roland Wyss a ensuite souligné
GEOTHERMIE.CH

                                                                                                                qu’à l’avenir le mandat « promotion indirec­
                                                                                                                te de la géothermie » du programme Energie
                                                                                                                Suisse se concentrera davantage sur l’en­sei­
                                                                                                                gne­ment et la formation.
   4
GEOTHERMIE.CH - Geothermie Schweiz
Geothermie in Deutschland         Die Potenziale sind da
Die vorhandenen Daten und Erfahrungen mit geothermischer Energie
versprechen eine interessante Zukunft der Erdwärmenutzung in
Deutschland. Und mit Forschung und Entwicklung werden die Grund­
lagen verbessert.

Dass die Geothermie in Deutschland eine bedeu­       ziale an geothermischer Energie 515 EJ Wär­me                     > Dr. Reinhard Jung
tende Rolle spielen wird, kann sicherlich von der    und 9.5 EJ Strom. Der Bedarf könnte – auch bei                    JUNG-GEOTHERM
                                                                                                                       Gottfried-Buhr-Weg 19
Tatsache abgeleitet werden, dass hier sogar ein      sehr vorsichtiger Potenzialschätzung – also um
                                                                                                                       D-30916 Isernhagen
aktiver Geysir zu bestaunen ist. Anders als bei      ein Mehrfaches gedeckt werden.                                    T 0049 511 897 98 39
den Heisswasser-Geysiren, wirkt beim Ander­                                                                            jung.geotherm@
acher Kaltwassergeysir (ca. 20 °C) die Kohlen­       Aquifer-Anlagen sind heute vor allem bei Ther­                    googlemail.com
säure als treibende Kraft. Voraussetzung für das     malbädern zu finden (129) und bei Fernwärme­
geysirartige Ausstossen des Wassers ist das          netzen (11). Die damit erzeugte Energie erreicht
gleich­­zeitige Zuströmen von Grundwasser und        über 514 GWh pro Jahr. Im Bau befinden sich
Koh­lensäure im Brunnen. Bereits 1903 wurde          zehn weitere Anlagen. In den drei bezeichneten
eine erste Bohrung ausgeführt. Im Mittelpunkt        Gebieten Deutschlands ist auch jeweils eine An­
der geothermischen Energienutzung stehen in          lage zur Stromproduktion im Einsatz. Bei Neu­
Deutsch­land jedoch die Erdwärmesonden und           stadt-Glewe wurde in 2’000 Meter Tiefe eine
hydrothermale Systeme.                               Tem­peratur von 97 °C gefunden, bei einer Fliess­
                                                     rate von 35 l/s. Als Erweiterung des 17 MW
Drei Becken für die Geothermie                       Wärme produzierenden Heizwerkes konnte eine
Durch geologische Untersuchungen und Berg­           ORC-Turbine mit 230 kW elektrischer Leistung
bau-Tätigkeiten stehen heute die drei bekannten      installiert werden. In Landau erreicht die Tem­
Beckenstrukturen im Zentrum des Interesses der       peratur in ca. 3’000 Metern mehr als 150 °C, mit
Geothermie. Zum einen das «Norddeutsche Be­          50 – 70 l/s. Der produzierte Strom beträgt ca.
cken», dann der «Oberrheingraben» und zum            3 MW (für ca. 6’000 Haushalte), die Fernwärme
andern das «Bayrische Molasse-Becken». Im            ca. 6 MW (für ca. 300 Haushalte). Und schliess­
mitt­leren Bereich Deutschlands sind aufgrund        lich Unterhaching: Dort bringt die hydrothermale
der geologischen Situation weniger Bohrungen         Anlage mit zwei Bohrungen aus 3446 Meter Tie­
durchgeführt worden. Von den begünstigten Ge­        fe 140 °C und eine enorm hohe Fliessrate von
bie­ten stehen jedoch ziemlich genaue Tempera­       150 l/s (ca. 500 m3/h), womit Fernwärme (40
turkarten bis ca. 2’000 Meter Tiefe zur Verfü­       MW) produziert werden kann. Die geplante
gung; für die Tiefengeothermie bis 5’000 Meter       Strom­­­erzeugung (ca. 3,5 MW) ist mit der Kalina-
sind Schät­zungen vorhanden, die vor allem im        Tech­n o­logie vorgesehen. Bei dieser Aquifer-
Ober­rheingraben, im Hannover-Raum und in            Anlage fällt allerdings 1 MW Pumpleistung an.
Baden-Württemberg günstige Bedingungen an­
nehmen.                                              Zusammenfassend betrachtet besteht in Deutsch­
                                                     land ein beachtliches Wärme-Potenzial für sol­
Die bisher bedeutendste Nutzung stellen Aqui­        che Installationen, die Stromproduktion wird je­
fer-Anlagen mit Doubletten dar, welche in eine
Tiefe von 1’500 – 3’000 Meter reichen. Bei einer
För­derrate von mehr als 50 m3 pro Stunde eig­
nen sie sich vor allem zur Wärmeerzeugung.
Während beim Molassebecken die karstige Malm-
Schicht von Interesse ist, nutzt man in der tur­
bu­lenten Geologie des Oberrheingrabens die
Heisswasserherde im Buntsandstein und Mu­
schel­kalk. In Norddeutschland wird der Unter­
grund von der Salztektonik geprägt, bei der
ebenso Detailkenntnisse gefordert werden.

Es hat genug Energie im Untergrund
Bei einer Hochrechnung der vorhandenen Po­ten­       >> Reinhard Jung berichtete an der Hauptversammlung der SVG
                                                     in Fribourg über die Geothermie-Potenziale in Deutschland sowie
                                                                                                                                               GÉOTHERMIE.CH

ziale in Deutschland kommt man auf erstaun­          über aktuelle Grossprojekte.
liche Resultate. Während der eigentliche Jahres­
                                                     >> Reinhard Jung rend compte devant l’assemblée générale de
bedarf an Wärme rund 5 EJ und an Strom 2 EJ          la SSG à Fribourg, du potentiel géothermique et des projets
(1 Exajoule = 1018 J) beträgt, bieten die Po­ten­­   importants en cours en Allemagne.
                                                                                                                                                5
GEOTHERMIE.CH - Geothermie Schweiz
doch als relativ gering eingeschätzt. Allerdings
                                                                                                        ermöglicht das aktualisierte Erneuerbare-Energie-
                                                                                                        Gesetz mit einer Einspeisungsvergütung von
                                        Neues Geothermiekraftwerk am Netz                               0,15 EU/kWh für Anlagen mit weniger als 5 MW
                                                                                                        Leistung eine positive Wirkung für den Elektrizi­
                                                                                                        tätsbereich.
                 > Hans Rickenbacher    Noch gibt es in der Schweiz kein Erdwärme-Kraft­werk
                       Les Oeuchettes   zu besichtigen. In unserem nördlichen Nachbarland ist           Forschung an Erschliessungsmethoden
                    CH-2537 Vauffelin
                                        dies aber mög­lich. In Landau (Pfalz), auf einem ehema­         Für die weitere Verbreitung der geothermischen
                      T 032 358 16 25
                interprax@bluewin.ch    ligen Militär­g elände, betreibt die geo x GmbH seit            Nutzung von Aquiferen, aber auch anderen
                                        November 2007 eine Doubletten-Anlage, welche mit 3              Tech­­niken, wird man eine Verminderung des
                                        MW Leis­tung elektrischen Strom erzeugt. Die geo x              Fündigkeitsrisikos anstreben. Ein geothermi-
                                        GmbH ist eine Tochterfirma der EnergieSüdwest AG                sches Informationssystem, das derzeit vom Leib­
                                        und der Pfalzwerke AG. Am 27. Mai 2008 fand, organi­            niz Institut für angewandte Geophysik in Hanno­
                                        siert durch RegioNer – Nachhaltige Energie am Ober­             ver erstellt wird, soll dafür eine verbesserte Da­
                                        rhein, eine Besichtigung statt.                                 ten­basis bereitstellen. Für die Bildung einer bes­
                                                                                                        seren wirtschaftlichen Grundlage sind optimale
                                                                                                        Versicherungs- oder Fondslösungen zu schaffen.

                                                                                                        Einen weitaus grösseren Beitrag für die Zukunft
                                                                                                        erwartet man von neuen Erschliessungsmetho­
                                                                                                        den für gering permeable Sedimentgesteine
                                                                          >> Verschiedene Bohrköpfe     (Wär­me) und Kristallingesteine (Strom). Ein zu­
                                                                          zeugen in Landau von den
                                                                          Bohrarbeiten zur Erstellung   kunftsweisendes Vorhaben stellte beispielsweise
                                                                          der 3000 Meter tiefen         auch das GeneSys-Projekt in Hannover dar, bei
                                                                          Doubletten-Anlage.            welchem durch das Wasserfrac-Verfahren in de­
                                                                          >> Diverses têtes de forage   finierten, 3500 Meter tiefen Sandsteinschichten
                                                                          sont le témoignage des
                                                                                                        Rissflächen erzeugt werden, um eine Wasserzir­
                                                                          travaux pour la réalisation
                                                                          d’un puits de 3’000 mètres    kulation möglich zu machen. Bei Vorversuchen
                                                                          de profondeur à Landau.       in der Bohrung Horstberg Z1 wurden inzwischen
                                                                          >> Foto: Hans Rickenbacher    bei Wasserfrac-Tests insgesamt 21’000 m3 Wasser
                                                                                                        verpresst und auf diese Weise mehrere Sand­
                                        Elektrizität mit ORC-Anlage                                     stein­horizonte miteinander verbunden. Mittels
                                        Die Förderbohrung bringt Wasser mit 160 °C aus rund             ei­nes Einbohrloch-Zirkulationsverfahrens konnte
                                        3000 Meter Tiefe. In einer ORC-Anlage von ORMAT                 eine Wärmeproduktion im Leistungsbereich von
                                        wird diese Energie mit einem Turbo-Generator in elekt­          1 MW aus diesen Horizonten erzielt werden. Für
                                        rischen Strom umgewandelt. Als Arbeitsmittel im Se­             das Kristallin ist das Hot-Dry-Rock-Forschungs­
                                        kun­därkreislauf dient Isopentan. Das abgekühlte Was­           vorhaben in Soultz-sous-Forêts richtungswei­
                                        ser wird mit ca. 70 °C über die abgelenkte Reinjek­ti­ons­      send. Hier startete Mitte 2008 die weltweit erste
                                        bohrung wieder in der Herkunftsschicht ver­presst. Man­­­­      Stromproduktion aus einem derartigen System
                                        gels Fliessgewässer wurde eine Luftkühlung installiert,         mit einer elektrischen Leistung von 1,5 MW. <
                                        deren Leistung bei kaltem Wetter grösser ist als bei mil­
                                        dem.

                                        Zurzeit läuft die Anlage im Probebetrieb, jedoch unbe­
                                        mannt. An der Optimierung der Kreisläufe wird gear­
                                        beitet. Die Restwärme wird ausgekoppelt und zur Be­
                                        heizung von projektierten Wohn­überbauungen in der
                                        Nachbarschaft herangezogen. Das Verteilnetz ist erst im
                                        Bau.

                                        Eine weitere Bohrung
                                        Erfolg steckt an! Seit Ende Mai 2008 steht bei Insheim,
                                        5 km südlich von Landau, ein neuer Bohr­turm für eine
                                        ähnliche Anlage eines anderen Betreibers. Landau sel­
                                        ber plant einen Ausbau mittels einer zusätzlichen Boh­
                                        rung. Die deutsche Regelung der Einspeisevergütung
GEOTHERMIE.CH

                                        (EEG) macht solche Projekte wirtschaftlich interessant.         >> In Landau befindet sich eine der drei Aquifer-Anlagen Deutschlands,
                                                                                                        bei welchen auch eine Stromproduktion erfolgt oder vorbereitet wird.
                                        Informationen: www.geox-gmbh.de                                 >> Une des trois zones à aquifère potentiel d’Allemagne, avec production
                                                                                                        d’électricité ou des projets en cours, se trouve à Landau
   6                                                                                                    >> Foto: geo x GmbH
GEOTHERMIE.CH - Geothermie Schweiz
INSERAT
>> Die Temperaturen in 1’000 Meter Tiefe weisen für die drei
Gebiete auf eine viel versprechende geothermische Energie­
nutzung mit Aquifer-Anlagen hin.
>> Les températures à 1’000 mètres de profondeur désignent
les trois zones prometteuses pour la valorisation géothermique
                                                                  iˆâi˜Ê՘`ÊØ i˜
des aquifères.
                                                                  “ˆÌÊ À`ÜBÀ“iÊ՘`Ê À`ŽØ i
>> Grafik: GGA-Institut Hannover, R. Schellschmidt

                                                                                             *v> v՘`ˆiÀ՘}i˜]
                                                                                             -V ˆÌâÜB˜`iÊ՘`
                                                                                             ՘`>“i˜Ì«>ÌÌi˜
                                                                                             >ÃÃi˜ÊÈV ʓˆÌÊ`i“
                                                                                             ۜ˜Ê     , , /
                                                                                             i˜Ì܈VŽiÌi˜Ê-ÞÃÌi“
                                                                                             âՓÊiˆâi˜ÊÕ°ÊØ i˜
                                                                                             ۜ˜ÊiLBÕ`i˜Êiˆ˜‡
                                                                                             ÃiÌâi˜°

                                                                                              >ÃÊ     , , /ʇÊ
                                                                                             -ÞÃÌi“Êwʘ`iÌÊۜ“
                                                                                              ˆ˜v>“ˆˆi˜}iLBÕ`i
                                                                                             LˆÃÊâÕ“Ê ØÀœŽœ“«iÝ
                                                                                             6iÀÜi˜`՘}°

                                                                                                  , , /ÊLˆiÌiÌ\
                                                                                             UÊ iÀ>Ì՘}
                                                                                             UÊ*>˜Õ˜}
                                                                                             UÊ-ˆ“Տ>̈œ˜
                                                                                             UʘÃÌ>>̈œ˜

  Résumé
  Grâce aux données et aux expériences disponibles en                                             , , /
  Allemagne dans le domaine de l’énergie géothermique,
  d’intéressantes perspectives s’offrent en matière l’utili­                                 UÊÓxÊ> ÀiÊ Àv> À՘}
  sation de la chaleur du sous-sol. Les résultats des in­                                    UÊxääÊ*ÀœiŽÌiʈ“ʘ‡
  vestigations géologiques et des activités minières foca­                                   ÊÊ՘`ÊÕÏ>˜`
  lisent l’intérêt sur trois bassins à structures connues. Il
  s’agit du bassin de l’Alle­magne septentrionale (Nord­
  deutsche Becken), de celui de la vallée du Rhin supé­
  rieur (Oberrheingraben) et du bassin de la Mo­lasse
  bavaroise (Bayrische Molasse-Becken). Une évaluation
  du potentiel disponible conduit à une constatation
  étonnante : l’énergie géothermique serait à même de                  , , /Ê“LÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÜÜÜ°i˜iÀVÀiÌ°Vœ“
                                                                                                                      GÉOTHERMIE.CH

  fournir 515 EJ de chaleur et 9.5 EJ (1 Exa­joule = 1018          ՘`iÃÃÌÀ>~iÊÓä                                 ®
                                                                                                                  ¥
  J). Cela permettrait de couvrir plusieurs fois les be­          ʇÊÈnÎÓÊ,ŸÌ ˆÃ
  soins, même dans le cas d’une estimation prudente.

                                                                                                                       7
GEOTHERMIE.CH - Geothermie Schweiz
Energieforschung      Weitere Höhepunkte in Sicht
                                                         Mit der Forschung und Entwicklung im Bereich der Geothermie wurden
                                                         die Grundsteine für viele erfolgreiche Anwendungen gelegt. Der neue
                                                         BFE-Bereichsleiter für die Geothermie-Forschung wird darauf aufbauen
                                                         und weitere Akzente setzen.

                              > Dr. Gunter Siddiqi       Seit wenigen Wochen ist Dr. Gunter Siddiqi als       Woher kennen Sie die Schweizer
                     Bundesamt für Energie (BFE)         neuer Leiter für Forschung und Entwicklung in        Verhältnisse?
                                    CH-3003 Bern         den Bereichen der Geothermie sowie des Pro­
                     gunter.siddiqi@bfe.admin.ch
                                                         gramms Kraftwerk 2020 mit CO2-Abscheidung
                                                         und Speicherung beim Bundesamt für Energie           In England habe ich bis 1990 Geologie mit
                                                         (BFE) tätig. Er folgt damit dem bisherigen Be­       Schwer­punkt Tektonik studiert und daraufhin
                                                         reichsleiter Markus Geissmann, der neu im Pro­       ein Jahr an die ETH Zürich kommen können,
                                                         gramm EnergieSchweiz die Geothermie betreut.         um mich am Geologischen Institut mit der Hoch-
                                                         Als Geologe und Forscher der Geothermie bringt       temperatur-Felsmechanik zu befassen. Zudem
                                                         Gunter Siddiqi sowohl fundiertes Fachwissen als      war die Schweiz von Bayern aus, wo ich auf-
                                                         auch Kenntnisse der internationalen Szene mit.       wuchs, stets nicht allzu weit weg.

                                                                                                              Wie ging es mit ihrer beruflichen
                                                                                                              Entwicklung dann weiter?

                                                                                                              Von 1991 bis 1997 war ich in erdwissenschaftli­
                                                                                                              chen Forschungsprojekten am MIT in den USA
                                                                                                              involviert. Hier konnte ich auch meine Doktor­ar­
                                                                                                              beit in Geophysik schreiben. Die Gesteins­me­cha­
                                                                                                              nik war dabei mein Hauptthema. Ich befasste
                                                                                                              mich mit Transporteigenschaften und Deforma­
                                                                                                              tio­­nen, thermischer Rissbildung und Erdbeben­
                                                                                                              mecha­nismen.

                                                                                                              Werden Sie diese Fragen auch als BFE-
                                                                                                              Bereichsleiter für die Geothermie-Forschung
                                                                                                              behandeln?

                                                                                                              Sie sind insbesondere bei induzierten Erschütte­
                                                                                                              run­gen, wie es sich beim Basler Projekt gezeigt
                                                                                                              hat, ein wichtiges Thema, dem nun auch die
                                                                                                              vom BFE mitgetragene Risikostudie nachzuge­
                                                                                                              hen hat. Selber habe ich mich auch bei For­
                                                                                                              schungs­arbeiten in El Salvador, wo ich als Mitar­
                    >> Seit wenigen Wochen ist Dr.       Was hat sie veranlasst, ihre Kompetenz für           bei­ter von Shell mit hydraulischer Stimulation
                 Gunter Siddiqi als neuer Leiter für     die Schweizer Forschung und Entwicklung              und dadurch induzierter Seismizität zu tun hat­
                        Forschung und Entwicklung
                   im Bereich der Geothermie tätig:      einzusetzen?                                         te, ausgiebig mit dieser Frage befasst.
                   «Hydrothermale Projekte werden
                  zunächst im Mittelpunkt stehen.»       Einerseits habe ich mich im Rahmen meiner bis­       Hat Shell Projekte im Bereich der
                  >> Depuis quelques semaines, Dr.       herigen Tätigkeit intensiv mit der Tiefengeother­    Geothermie durchgeführt?
                 Gunter Siddiqi est le nouveau chef      mie auseinandergesetzt und daher die Schwei­zer
                   de la recherche et du développe­      Initiative beim EGS-Projekt in Basel mit grossem     Ja. Ende der 90er-Jahre befasste sich das nieder­
                   ment dans le domaine de la géo­
                thermie: «L’intérêt portera prioritai­   Interesse verfolgt, anderseits sehe ich ein erheb­   ländische Unternehmen mit der Frage nach neu­
                   rement sur les projets hydrother­     liches Potenzial in der Geothermie, das mit un­      en Arbeitsgebieten zur Erweiterung des Kompe­
                                              maux».     terschiedlichen Technologien gezielt genutzt         tenz­spektrums. Geothermie gehörte dazu. Es war
                                                         werden kann. Die Schweiz hat ja gerade im un­        erkannt worden, dass hierin weltweit ein gros­ses
                                                         tiefen Bereich mit Wärmesonden einen hohen           Potenzial besteht und sich besonders die EGS-
                                                         Standard und eine breite Anwendungspalette er­       Technologie für eine mögliche Stromproduk­tion
GEOTHERMIE.CH

                                                         reicht.                                              hervorhebt.

   8
GEOTHERMIE.CH - Geothermie Schweiz
Wie hat sich dieses unternehmerische                 Und wenn die Erde trotzdem bebt?
Vorhaben konkretisiert?

                                                     Eine feste Erde stellt einen Grundbegriff der
Zusammen mit einer Partnerfirma in El Salvador       Menschheit dar, es handelt sich um ein tiefen-
haben wir an der Nutzung hydrothermaler Fel­         psychologisches Phänomen, das bei Erschütte­
der gearbeitet. Dabei waren wir uns auch im          rungen ins Wanken kommt. Diese Tatsache müs­
Klaren darüber, dass wir uns in diesem mittel­       sen wir stets in Betracht ziehen.
amerikanischen Staat in einem seismisch aktiven
Gebiet befinden. Kaum hatten wir unser Projekt       Welche Themen werden Sie in Zukunft als
gestartet, zerstörten die beiden starken Beben       Bereichsleiter behandeln?
von Anfang 2001 sogar unser lokales Gebäude.
Die Problematik von Stimulation und Beben war        Es gehört zu meinen Aufgaben, allen Aspekten
für uns eine handfeste Herausforderung. Es gilt      der Geothermie gebührend Rechnung zu tragen
                                                     und sowohl die mittelfristigen als auch langfris­
«Der Untergrund ist komplex                          tigen Ziele des Energieforschungskonzepts der
                                                     CORE zu verfolgen. Hydrothermale Projekte wer­­
und heterogen.»                                      den zunächst im Mittelpunkt stehen, dann folgt

jedoch als Geologe festzuhalten, dass der Unter­     «Es gilt, die technologischen
grund in der Regel komplex und zugleich hetero­
                                                     Vernetzungen auszuweiten.»
gen ist. Wir müssen deshalb vor allem auch aus
Misserfolgen Lehren ziehen und bessere Lösun­
gen suchen.                                          aber auch die Programmgestaltung der vom
                                                     Parlament beschlossenen Förderung der Tiefen­
Wie war die Akzeptanz in der dortigen                geo­thermie-Forschung. Und zudem gilt es, die
Bevölkerung?                                         technologischen Vernetzungen mit andern Ener­
                                                     gie­forschungsbereichen auszuweiten sowie die
Wir haben dort klar erkannt, dass es grosse An­      internationalen Kontakte des BFE weiterhin gut
stren­g ungen an Aufklärung und Transparenz          zu pflegen. Geothermie ist eine Schweizer Er­
braucht. Die Risiken müssen verstanden werden.       folgs­geschichte, welche bestimmt weitere Höhe­
Diese Prinzipien gelten weltweit, also auch in der   punkte vor sich hat. <
Schweiz. Es wird für mich eine langfristige Auf­
gabe darstellen, solche kommunikativen Mass­
nahmen zu unterstützen und zu begleiten.
                                                       Résumé
Welche weiteren Schwerpunkte werden Sie
setzen?                                                La recherche et le développement dans le
                                                       domaine de la géothermie constituent le fon­
Es ist äusserst spannend, in ein Land zu kom­          dement pour la réussite des applications. Le
men und hier auch wirken zu können, das mit            nouveau responsable du domaine de la re­
der Geothermie bereits beachtliche Schritte ge­        cherche en matière de géothermie auprès de
tan hat und gewillt ist, weiterhin in diese erneu­     l’OFEN, Dr. Gunter Siddiqi, focalisera son
erbare Energie zu investieren. In der For­schung       action sur cette orientation. Il est à l’oeuvre
und Entwicklung brauchen wir eine Parallelität         depuis quelques semaines dans le secteur de
von Studieren und Probieren. Wir müssen die            la géothermie ainsi que sur le programme
theo­retischen Fragen behandeln, Berechnungen          «Centrales électriques 2020 avec séparation
und Experimente durchführen, aber dann auch            et stockage du CO2». En tant que géologue et
                                                                                                         GÉOTHERMIE.CH

den Schritt in die Realisierung wagen. Nicht un­       chercheur dans des projets géothermiques, il
vorbereitet und willkürlich, sondern nach bes­         apporte sa large expérience et sa connais­
tem Wissen und Gewissen auf der Basis bereits          sance des milieux internationaux concernés.
fundierter Kenntnisse.
                                                                                                          9
GEOTHERMIE.CH - Geothermie Schweiz
Umsetzung     Neue SIA-Norm 384/6 «Erdwärmesonden»
                                                Die Ende 2008 erscheinende SIA Norm 384/6 «Erdwärmesonden»
                                                vervollständigt die Qualitätssicherung durch Vorgaben für die
                                                Realisierung von Erdwärmesonden-Anlagen zum Heizen und Kühlen.

                      > Dr. Walter J. Eugster   Die neue Norm ist massgebend für die Planung,       Berechnung und Auslegung
                POLYDYNAMICS ENGINEERING        die Ausführung und den Betrieb von Erdwär­me­       Für den Wärmeentzug müssen die Erdwärme­
                               Malojaweg 19     sonden, welche das Wärmepotenzial des Unter­        sonden auf eine minimale Soletemperatur von
                               Postfach 1334
                              CH-8048 Zürich    grun­des zu Heiz- und Kühlzwecken von Gebäu­        0/-3°C nach 50 Betriebsjahren ausgelegt wer­
                             T 044 430 15 00    den nutzen. Ziel ist es, die Anforderungen und      den.
                       wje@polydynamics.ch      Qua­­li­täts­kriterien an das Bauwerk und die Ab­   Zur Dimensionierung sind generell folgende
                       www.polydynamics.ch      gren­zung gegenüber anderen Gewerken zu re­         Grund­­lagen notwendig:
                                                geln, um der Bauherrschaft eine über die berech­    – Bedarfsprofil des Gebäudes und der resultie-
                               > Ernst Rohner
                                        engeo   nete Lebensdauer hinaus funktionierende Anlage         renden Belastung der Erdwärmesonden
                           Stationsstrasse 24   übergeben zu können.                                – Geophysikalische Bedingungen am Standort
                             CH-9212 Arnegg                                                         – Platzangebot.
                             T 071 380 05 50    Die neue SIA-Norm 384/6 gilt für alle geschlos­
                              info@engeo.ch     senen Erdwärmesonden und Erdwärmeson-               Bei einfachen Erdwärmesonden-Anlagen (bis
                              www.engeo.ch
                                                denfelder bis in eine Tiefe von 400 Meter. Sie      vier Sonden, Anlagen zu Heizzwecken) kann ein
                                                befasst sich also mit dem Primärkreis von Sole-     vereinfachtes Dimensionierungsverfahren ange­
                                                Wasser-Wärmepumpen, wobei die Wärmepumpe            wendet werden. Bei komplexen Anlagen (mehr
                                                die Systemgrenze bildet. Als Nutzungsszenarien      als vier Sonden, Anlagen zum Kühlen oder mit
                                                werden Heizen und Kühlen von Gebäuden, un­          einem speziellen Bedarfsprofil) muss eine detail­
                                                terirdische Wärmespeicherung, Betrieb mit oder      liertere Dimensionierung durchgeführt werden.
                                                ohne Wärmepumpe, monovalenter Betrieb oder          Das Vorgehen ist ein iterativer Prozess. Ausge­
                                                in Kombination mit anderen Energiequellen be­       hend von einer bestimmten Erdwärmesonden-
                                                handelt. Andere Wärmequellen wie Energie­           Konfiguration wird die thermische Antwort des
                                                pfähle, Erdregister, Grundwasser, Erdwärmekörbe     Systems simuliert. Die Konfiguration wird solan­
                                                oder tiefe Erdwärmesonden sind nicht berück­        ge verändert, bis die Antwort des Systems den
                                                sichtigt. Die Auslegung der Wärmepumpe und          Dimensionierungsanforderungen genügt.
                                                des Wärmeverteilungsnetzes ist ebenfalls nicht
                                                Bestandteil dieser Norm.                            Um die Funktion der Erdwärmesonden-Anlage
                                                                                                    langfristig gewährleisten zu können, muss der
                                                Projektierung                                       Solekreislauf aus Sicherheitsgründen und zur Er­
                                                Bereits bei der Projektierung ist die geplante      leich­terung von Servicearbeiten Absperrorgane,
                                                Nut­zungsart (Heizen, Heizen/Kühlen), das dar-      separate Füll- und Spüleinrichtung, Entlüftungen,
                                                aus resultierende Bedarfsprofil sowie die stand­    Überdruckventil, Druckwächter und Expansions­
                                                ortspezifischen Gegebenheiten wie Klima, geo­       gefäss aufweisen. Die Anzahl und Tiefe der Erd­
                                                physikalischer Untergrund und Platzierung der       wär­m esonden beeinflussen das hydraulische
                                                Erd­w ärmesonden (Platzverhältnisse, Anord­         Ver­­halten des Wärmeträgers im Solekreis. Die
                                                nung) zu berücksichtigen. Die Bewilligungs­fä­      Strö­mung in den Erdwärmesonden-Rohren soll
                                                hig­keit der Anlage muss vorgängig abgeklärt        tur­bulent sein, damit ein guter Wärmeübergang
                                                wer­den.                                            zwischen Sole und Sondenmaterial ermöglicht
                                                                                                    wird.

                                                                                                    Material und Konstruktion
                                                  Résumé                                            Alle erdverlegten Rohre und deren Verbindungs­
                                                                                                    elemente müssen in dauerhafter und korrosions­
                                                  La norme SIA 384/6 «Sondes géothermiques»         sicherer Ausführung eingebaut werden. Der erd­
                                                  sera publiée au début de 2009 et complétera       seitige Anlageteil muss den auftretenden Drücken
                                                  l’assurance qualité par une réglementation        und Temperaturen standhalten. Es muss mindes­
                                                  relative à la conception et la réalisation des    tens eine Lebensdauer von 50 Jahren erreicht
                                                  installations de sondes géothermiques pour        werden.
                                                  le chauffage et le refroidissement. Elle s’ap­
GEOTHERMIE.CH

                                                  plique à toutes les sondes et champs de son­
                                                  des en circuit fermé jusqu’à une profondeur
                                                  de 400 mètres.

10
Ausführung                                            ser Mehrverbrauch ist bei der Dimen­sio­nie­rung
Um einen sorgfältigen und fachgerechten Einbau        der Erdwärmesonden einzubeziehen oder steue­
der Erdwärmesonde in das Bohrloch sicherzu­           rungstechnisch abzufangen.
stellen, ist auf eine adäquate Ausrüstung der
Bohrfirma zu achten. Es ist insbesondere darauf       Anhänge
zu achten, dass die zulässigen Druckbereiche          Die normativen Anhänge umfassen Musterproto­
der Sondenrohre nie überschritten werden. Die         kolle sowie eine detaillierte Beschreibung der
Hinterfüllung muss nach den Richtlinien des           Abnahmeprüfungen.
Bundesamtes für Umwelt (BAFU) ausgeführt
werden.

Prüfungen
Unmittelbar nach dem Versetzen der Erdwärme­
sonden wird von der Bohrfirma, noch vor dem
Verbinden zur Wärmepumpe, eine Abnahme­
prüfung durchgeführt. Diese erfolgt in 3 Stufen
und ist detailliert zu protokollieren:
– Spülen: Die Erdwärmesonde wird Kreis für
   Kreis durchgespült, um allfällige Schmutz-
   partikel auszuspülen.
– Durchflussprüfung: Sie weist nach, dass kein
   erhöhter hydraulischer Widerstand vorhanden
   ist und dass alle Erdwärmesonden durch-
   strömt sind.
– Dichtigkeitsprüfung: Die Erdwärmesonde
   muss unmittelbar nach dem Einbringen der
   Hinterfüllung mit einem Kontraktionsverfahren
   in Anlehnung an SN EN 805 auf Dichtigkeit          In den informativen Anhängen sind detaillierte        >> >> Korrekturfaktor für Jahres­be­
   geprüft werden.                                    Angaben und Tabellen zur höhenabhängigen              triebsstunden (Zuschlag) in Abhän­
                                                                                                            gigkeit der Betriebsstunden und
                                                      Untergrundtemperatur, zu den physikalischen           Anordnung der EWS bei einer Wär­
Betrieb und Wartung                                   Un­t ergrundkennwerten (Wärmeleitfähigkeit,           meleitfähigkeit von 2 W/mK und 5
Eine Erdwärmesonde ist wartungsfrei. Der Sys­         Dichte und Wärmekapazität) sowie zu den ge­           Meter Abstand zwischen den Erd­
                                                                                                            wärmesonden.
tem­­druck der Erdwärmesonde ist jährlich zu          bräuchlichen Wärmeträgern bereitgestellt. Es
                                                                                                            >> Facteur de correction pour les
überprüfen. Die Nachfüllungen sind auf der An­        wird zudem ein vereinfachtes Berechnungsver­          heures d’exploitation annuelles
lage zu protokollieren. Der Frostschutz ist alle 10   fah­ren für simple Anlagen vorgestellt. Aufgrund      (supplément) en fonction du nombre
Jahre auf genügend Korrosionsschutz beim Her­         der Wärmeleitfähigkeit des lokalen Untergrundes       d’heures de fonctionnement et la
                                                                                                            disposition des sondes géother­
steller oder dessen Vertreter zu überprüfen.          wird eine Entzugsleistung festgelegt. Diese dient     miques, pour une conductivité ther­
                                                      als Basis für die weitere Dimensionierung der         mique de 2 W/mK et une équidi­
Ist der Wärmebedarf grösser als der für die Di­       Erdwärmesonden. Dabei werden die effektiven,          sance de 5 mètres entre les sondes.
men­sionierung verwendete Normwärmebedarf,            lokalen Einflüsse wie z.B. natürliche Untergrund­     >> Bild: SIA Norm 384/6
so ergeben sich längere Laufzeiten der Wärme­         tem­peratur, jährliche Laufzeit, gegenseitige Be­
pumpe. Dies führt in der Regel zu einer massi­        ein­flussung der einzelnen Erdwärmesonden etc.
ven Auskühlung der Umgebung um die Erd­wär­           mit Hilfe von Korrekturfaktoren berücksichtigt.
me­sonden und kann irreversible Schäden an der        Auch für die Druckverlustberechnung sind diver­
Erdwärmesonden-Anlage bewirken. Die Bauhei­           se Tabellen für gebräuchliche Fälle bereitgestellt.
zung darf grundsätzlich nicht über die Erdwär­
me­sonden-Anlage erfolgen. Für die Bauheizung         Parallel zu dieser Norm wurden die rein gewäs­
muss ein separates System eingesetzt werden. Je       serschutzspezifischen Anforderungen an die
nach Bauweise wird für die Bauaustrocknung            Wär­menutzung aus dem Boden und Untergrund
                                                                                                                                                   GÉOTHERMIE.CH

wäh­­rend der ersten Betriebsjahre ein erheblicher    in eine Praxishilfe des Bundesamtes für Umwelt
Mehrverbrauch an Wärmeenergie benötigt. Die­          eingebracht. <

                                                                                                                                                    11
EU-Projekt   GROUNDHIT auch für die Schweiz relevant
                                                       Im Rahmen des EU-Forschungsprojekts GROUNDHIT konnten
                                                       wesen­t­liche Entwicklungsschritte für hocheffiziente Wärmepumpen-
                                                       Systeme zur Nutzung der Erdwärme erzielt werden.

                        > Prof. Dr. Ladislaus Rybach   Das Projekt GROUNDHIT lief 2004–2008 im Rah­       Von besonderem Interesse ist für die Schweiz
                                         Geowatt AG    men des EU-Forschungsprogrammes FP6. Teil­         (aber auch sonst) die Entwicklung einer «Hoch­
                                       Dohlenweg 28    nehmer waren Institutionen und Firmen aus          temperatur-Wärmepumpe» durch die renom­
                                      CH-8050 Zürich
                                     T 044 242 14 54   Deutschland, Frankreich, Griechenland, Öster­      mierte französische Firma Compagnie Indu­
                                rybach@geowatt.ch      reich, Polen, Portugal, Rumänien und der Schweiz   strielle d’Applications Thermiques (CIAT). Diese
                                    www.geowatt.ch     (Geowatt AG Zürich). Für das Projekt war ein       kann, mit einer Leistungsziffer COP=3.0, aus
                                                       Bud­get von 3.5 Mio. Euro vorgesehen, 46.8 %       Erdwärmesonden eine Vorlauftemperatur von
                                                       davon wa­ren EU-Mittel. Als Ziel lag primär die    80 °C liefern. Der Einsatz von Erdwärme­pum­
                                                       Ent­wick­lung von hocheffizienten Wärmepumpen      pen-Systemen scheiterte bei Heizsystem-Reno­
                                                       für die untiefe Geothermie im Mittelpunkt, ent­    vationen in Altbauten meist an den schon vor­
                                                       sprechend dem Acrynom GROUNDHIT (GROUND-           handenen Radiatoren, welche hohe Vorlauftem­
                                                       source heat pumps for HIgh Technology). Projekt-   peraturen benötigen. Mit der neuen CIAT-
                                                       Koordinator war das griechische Zentrum für er­    Wärme­pumpe ist dieses Hindernis nun ausge­
                                                       neuerbare Energien CRES in Pikermi.                räumt; das System wurde im Rahmen von
                                                                                                          GROUNDHIT an einem Mehrfamilienhaus in
                                                                                                          Gleisdorf (Österreich) erfolgreich erprobt und
                                                                                                          läuft nun als Demonstrationsanlage.

                                                                                                          Zahlreiche Entwicklungsarbeiten
                                                                                                          Weitere wichtige Resultate sind: Optimierung
                >> Entwicklungssituation von                                                              des Zusammenspiels von Komponenten von
                Wärmepumpenanlagen mit Erd-
                wärmesonden in Europa.                                                                    Wärmepumpensystemen mit Erdwärmesonden,
                                                                                                          Wärmepumpe mit hoher Leistungsziffer (COP =
                >> Etat de développement des ins­
                tallations à sondes géother-miques                                                        5.5; erprobt in Setubal / Portugal), Wärmepumpe
                avec pompe à chaleur en Europe.                                                           mit hoher Evaporator-Vorlauftemperatur (20 –
                >> Bild: Dr. Burkhard Sanner,                                                             40 °C; COP=7.0; erprobt in Thessaloniki / Grie­
                European Geothermal Energy                                                                chenland). Funktionsweise und Betriebs­daten
                Council, Brussels
                                                                                                          der Neuentwicklungen wurden durch gezielte
                                                       Vier Schwerpunkte                                  Messkampagnen von 8 – 11 Monaten Dauer er­
                                                       Im Einzelnen ging es um vier Programmteile:        fasst und überprüft. Dabei wurden auch Daten
                                                       1) Technologie-Entwicklung von Erdwär­me-­         für Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen festgehal­
                                                           sonden                                         ten. Eine Marktanalyse wurde ebenfalls durchge­
                                                       2) Technologie-Entwicklung für Wasser-             führt. Die Markteinführung der Wärmepumpen-
                                                           Wärme­pumpen                                   Prototypen und der neuentwickelten Systeme
                                                       3) Demonstration von neuen Technologie-            steht nun bevor.
                                                           Lösungen
                                                       4) Informations- und Unterstützungsaktionen.       Generell werden die GROUNDHIT-Resultate die
                                                           Die Website www.geothermie.de/groundhit/       weitere Verbreitung von Erdwärmepumpen-
                                                           index2.htm orientiert über weitere Einzel­-    Systemen mit Sicherheit beschleunigen. Die
                                                           heiten des Projektes. (>Deliverables).         Vorteile und damit die Wettbewerbsfähigkeit
                                                                                                          sind nun durch erfolgreiche Demonstrations­
                                                                                                          projekte untermauert. Wesentlich sind auch die
                  Résumé                                                                                  Erkenntnisse, welche das Potenzial von noch
                   Le projet de recherche GROUDHIT de l’EU a grandement aidé à développer                 möglichen Entwicklungen in der Wärmepumpen-
                   l’utilisation de la chaleur du sous-sol au moyen d’installations couplées à            Technologie nachweisen. Schliesslich wurde mit
                   des pompes à chaleur à haut rendement. Une réalisation intéressante, parti­            GROUNDHIT ein wichtiger Beitrag zur zuneh­
                   culièrement pour la Suisse, est la mise au point d’une « pompe à chaleur à             menden Verbreitung von Erdwärmepumpen-
                   haute température » qui, branchée sur des sondes géothermiques, est su­                Systemen geleistet, wodurch eine entsprechende
                   sceptible de produire une température de sortie de 80°C. Cela donne une                Vermeidung und bei Renovationen eine echte
GEOTHERMIE.CH

                   solution aux rénovations des systèmes de chauffage des anciens bâtiments.              Reduktion des CO2-Ausstosses resultiert. Der ste­
                   D’une façon générale, les résultats du projet GROUNDHIT contribueront                  tig zunehmende Ölpreis sorgt für das Weitere. <
                   certainement à accélérer l’utilisation des systèmes géothermiques avec pom­
                   pes à chaleur.
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Firmeninformationen

NIMO-T: Messungen am Ort des Geschehens
Temperatur und Wärmeleitfähigkeit             nicht nur die Anfangstemperatur des
des Erdreichs sind für die Dimensio­          Erd­reichs, sondern auch die Wärme­
nie­r ung von Erdwärmesonden von              leit­fähigkeit der verschiedenen Tiefen­
ent­scheidender Bedeutung. Die Wär­­          bereiche. Diese Temperaturmessung
me­­leitfähigkeit des Erdreichs kann ei­      kann mit dem NIMO-T durchgeführt
nerseits mit einer Labor­prüfung der          werden. Der NIMO-T ist ein 23 mm
beim Bohren zutage geförderten Ge­            dicker Sensor für Druck und Tempe­ra­
stei­ne ermittelt werden oder durch ei­       tur. Als kabelloses Messinstrument
nen Thermal Response Test. Labor­             wird er im U-Rohr einer Erdwärme­
mes­­­­­­sungen liefern nur punktuelle Wer­   son­de hi­nunter gelassen, während da­
­­­­te, während der Ther­­­­mal Response      bei die Messwerte aufgezeichnet wer­
Test die Wärme­leit­fähigkeit über die        den. Nach Erreichen der Son­den­tiefe
gesamte Erd­w är­m e­s ondenlänge lie­        spült man den NIMO-T wie­der an die
fert. Wird vor und nach einem Test            Ober­fläche und überträgt die gemes­
auch das Tem­pe­­raturprofil in der Erd­      senen Werte.                               Informationen: www.geowatt.ch
wär­me­sonde gemessen, so erhält man

                   Q-Tainer zur Flüssigkeitslagerung
                                                                                         Der Q-Tainer dient als ein- oder mehr­
                                                                                         lagiger Behälter zur Lagerung und
                                                                                         zum Transport von nicht gefährlichen
                                                                                         Flüssigkeiten. Die Konstruktion ermög­
                                                                                         licht einen mehrmaligen Einsatz. Für
                                                                                         die Lagerung von technischen Flüssig­
                                                                                         keiten können Rauminhalte von 0,5
                                                                                         bis 200 m3 gewählt werden. Die Stand­
                                                                                         ardbreite beträgt 3,94 Meter.

                                                                                         Informationen: www.lanex.cz

  Energiezentrale für                                                                    Kühlen, Du­al­­betrieb (d.h. gleichzei­
  Heizen und Kühlen                                                                      tiges Heizen und Kühlen), Natu­ral­
                                                                                         kühlbetrieb und Warmwasser­berei­
  Für die Bereitstellung von Heiz-                                                       tung. Mit 11 Model­len werden Wär­
  und Kühl­­energie eignet sich die                                                      me­leistungen von 30 bis 265 kW
  Energie ­z entrale GEO-ZENT® von                                                       abgedeckt.
  der deutschen ZENT-FRENGER Ge­
  sellschaft für Gebäudetechnik mbH.                                                     Informationen:
  Die anschlussfertige Einheit ist mit                                                   www.zent-frenger.de
  einer umschaltbaren Wärmepumpe
  ausgestattet und eignet sich für ei­
                                                                                                                                   GÉOTHERMIE.CH

  nen monovalenten Betrieb. Die ver­
  fügbaren Be­triebs­arten sind: Heizen,

                                                                                                                                    13
Bohrsysteme     Angepasste Technik verlangt
                                                        Ob für Tiefbohrungen, schräge Sondierbohrungen oder für Erdwärme­
                                                        sonden, es gilt stets eine angepasste Technik einzusetzen. Die
                                                        FORALITH-Gruppe hat 20 Jahre Erfahrung und steht heute weltweit
                                                        im Einsatz.

                                        Stefan Berli    FORALITH, das vor 20 Jahren gegründete St.           gung der Bohrung und ermöglicht dadurch eine
                      FORALITH Drilling Support AG      Gal­ler Bohrunternehmen, hat sich zunächst auf       laufende Kontrolle sowie sofortige Korrek­turen
                                      Bionstrasse 4     die Tiefbohrtechnik spezialisiert und dabei so­      des Bohrlochverlaufs. Die grösste Heraus­forde­
                                CH-9015 St.Gallen
                                   T 071 313 70 50
                                                        wohl für die Nagra als auch für die NEAT Son­        rung war eine abgelenkte Seilkernbohrung für
                                  berli@foralith.ch     dier­a rbeiten ausgeführt. Später kam mit der        das Alpetunnel-Projekt in Frankreich. Eine im
                                   www.foralith.ch      Grün­d ung der FORALITH Erdwärme AG der              Winkel von 45° angesetzte 700 Meter lange Boh­
                                                        Bohr­bereich für die Erdwärmenutzung hinzu.          rung wurde gezielt abgelenkt und über eine hori­
                                                                                                             zontale Strecke von rund 1'200 Meter in der zu­
                                                        In der Tiefe wird sondiert                           künftigen Tunnelachse im Seilkernverfahren wei­
                                                        Tiefbohrungen sind weiterhin sehr gefragt. Sie       tergeführt.
                                                        dienen beispielsweise der Klärung von geologi­
                                                        schen Verhältnissen im Bereich eines geplanten       Auf diese Technik wurde auch der Diamanten-
                                                        Basistunnels. Es geht dabei um Prognosen zum         Konzern De Beers aufmerksam. So durfte die
                                                        Gebirgsaufbau, um das Finden von Gebieten mit        FO­RA­LITH Drilling Support AG einen Explora­
                                                        minimaler unterirdischer Wasserführung und           tions­vorschlag ausarbeiten, um in Botsuana und
                                                        mit standfestem Fels. Unverfestigte Feinsedi­men­    Südafrika die Kimberlit-Schlote mit gezielt abge­
                                                        te, lockerer Bergsturzschutt, extreme Wasser­­       lenkten Bohrungen von rund 1200 Meter Länge
                                                        flüsse usw. geben wichtige Hinweise für die Pla­     zu erkunden. Diese Bohrungen werden ausser­
                                                        nung eines Tunnelprojekts.                           halb des Schlots schräg angesetzt und dann so
                                                                                                             abgelenkt, dass eine vollständige Durchquerung
                                                        Zwischen 2000 und 2006 stand die FORALITH            des Kimberlit-Schlotes mit der Bohrung möglich
                                                        Bohrtechnik AG beispielsweise auch für den ge­       wird. Somit kann die Geometrie des Schlotes ge­
                                                        planten Brenner-Tunnel zwischen Österreich und       nau erfasst werden.
                                                        Italien im Einsatz. Nutzbare Informationen er­
                                                        hält man bei Sondierbohrungen nur durch die          Erdwärme ist gefragt
                                                        Seil­kern-Bohrtechnik, mit welcher ein Kern von      Für das Bohren von Erdwärmesonden-Anlagen,
                                                        ca. 10 cm Durchmesser gewonnen wird. Die Teu­        also bis ca. 400 Meter Tiefe, wird vorausgesetzt,
                                                        fenkapazität beträgt bei den Systemen der FORA­      dass eine Bohrfirma nur Bohrgeräte und -verfah­
                                                        LITH rund 3.5 km. Die Anforderungen an die
                                                        Ausrüstung sind jedoch durch die Lithologie der                                        Secteur d'Avrieux
                                                        tektonisch stark beanspruchten Alpenregion
                                                        hoch: Serizit-Chlorit-Schiefer, Mylonite und Kaki­
                >> FORALITH ist seit 20 Jahren auf      rite, Tektonik und Bergwasser sowie mangelnde
                Sondierbohrungen spezialisiert, z.B.    Stabilität können die Bohrarbeiten erheblich er­                                                             St
                mit der elektro-hydraulischen Bohr­     schweren. Das Seilkernen ermöglicht jedoch ein
                an­lage Wirth B5-R, Drehmoment 900
                daNm.                                   kontinuierliches Gewinnen eines Kerns bei
                >> FORALITH est spécialisée depuis      gleich­zeitigem Verrohren des Bohrlochs.
                ans dans les sondages de reconnais­
                sance. Installation de forage hydrau­   Schräg besser zum Ziel
                lique Wirth B5-R à entrainement                                                                                                                    gare
                électrique, couple 900 daNm.            Schrägbohrungen und abgelenkte Bohrungen
                                                        wa­ren schon bei den Sondierungen für den                                              Secteur d'Avrieux
                >> Fotos: FORALITH
                                                        NEAT-Gotthardtunnel notwendig. Bei Sedrun /
                                                        GR wurden von FORALITH bereits Anfang der
                                                        1990er-Jahre zwei Schrägbohrungen mit 45°                                                                    St
                                                        ausgeführt. Von 1995 – 1996 folgte eine weitere
                                                        Sondierbohrung im Tavetscher-Zwischenmassiv,
                                                        die bis rund 800 Meter im 45°-Winkel erfolgte,
                                                        dann bis 1750 Meter Tiefe mit Ablenkung, so
GEOTHERMIE.CH

                                                        dass die Endtiefe beinahe horizontal verlief.
                                                        Gezielte Ablenkungen werden mit einem Keil                                                                 gare
                                                        und/oder einem Vorortmotor erstellt. Dabei er­
                                                        mittelt ein Gyro-Kompass die Richtung und Nei­
                                                                                                                            +
                                                                                                                           km 26
                                                                                                                                                +
                                                                                                                                               km 27                      k
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