Technisch-ökonomische Analyse der Energiegewinnung aus Tiefengeothermie in Deutschland

Abstract

Zur Erreichung der klimapolitischen Ziele der Bundesregierung kann Tiefengeothermie als erneuerbare Energieform beitragen. Eine mögliche Ursache für den bisher zögerlichen Ausbau der Tiefengeothermie könnte in Unsicherheiten hinsichtlich der Fündigkeit und den zu erwartenden Investitionskosten liegen. Daraus resultierende Risikoaufschläge könnten finanziert werden, wenn es gelingt die Stromgestehungskosten weiter zu senken. Vor diesem Hintergrund untersucht die vorliegende Arbeit, ob Tiefengeothermie in Deutschland durch die Einbindung innovativer technischer Maßnahmen und unter Berücksichtigung von Risikofaktoren eine signifikante Reduktion der Stromgestehungskosten erreichen kann. Tiefengeothermische Anlagen zeichnen sich durch einen komplexen Kreislaufprozess aus. Von der Förderung des Thermalwassers als Energieträgermedium über die obertägige Energieumwandlung bis hin zur Reinjektion müssen multiple Wechselwirkungen berücksichtigt werden. Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Arbeit ein integriertes Simulationsmodell entwickelt, das alle Bereiche der geothermischen Energiebereitstellung technisch-ökonomisch abbildet und somit eine Bewertung technischer Maßnahmen ermöglicht. Basierend auf dem entwickelten Simulationsmodell wurden die Verbesserung der untertägigen Energiegewinnung, die Effizienzsteigerung der obertägigen Energieumwandlung, die Erhöhung des Nutzungsgrades sowie die Nutzung von Skaleneffekten detailliert technisch-ökonomisch untersucht. Unsicherheiten wurden mittels der Evaluation ausgewählter Risikofaktoren in die Untersuchungen einbezogen. Es konnte gezeigt werden, dass tiefengeothermische Energiebereitstellung ein erhebliches Potenzial für eine Reduktion von Stromgestehungskosten durch technische Maßnahmen aufweist. Kombiniert man ausgewählte Maßnahmen lässt sich im Vergleich zum Stand der Technik eine Reduktion der Stromgestehungskosten um 65 % erreichen. Die Ausnutzung von Skaleneffekten sollte dabei prioritär angegangen werden. Die technischökonomische Bewertung von Geothermieprojekten zeigt sich jedoch sensitiv gegenüber den untersuchten Risikofaktoren. Durch eine Kombination mehrerer technischer Maßnahmen erscheint ein weiterer Ausbau der Tiefengeothermie aus technischökonomischer Sicht auch unter Berücksichtigung von Risikofaktoren vielversprechend.