Feasibility Study and Economic Evaluation of a Subsurface Located Deep Geothermal Probe – Drilling into Crystalline Basement

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Die Gewinnung geothermischer Energie gewann in den letzten Jahrzehnten durch intensive Forschung und Entwicklung entlang der geothermischen Wertschöpfungskette stark an Bedeutung, bis zuletzt auch durch das hohe Niveau der Ölpreise am Weltmarkt. Energie aus geothermischer Herkunft zeichnet sich durch kontinuierliche Versorgung bei nur kleiner benötigter Grundfläche aus. Zudem ist die Gewinnung CO2 neutral, abfallfrei und nahezu unerschöpflich. Der globale Bedarf an Energie ist über die nächsten Jahre dramatisch im Steigen begriffen. Um diesen gesteigerten Bedarf zu decken sind weitere, vor allem in technischer und finanzieller Hinsicht konkurrenzfähige Beiträge zur Energieversorgung notwendig. Systeme zur geothermischen Energiegewinnung sind bezogen auf die Investmentkosten pro Energieeinheit teurer als konventionelle Energieträger wie Kohle, Öl und Gas. Ein Großteil der Kosten wird für die Niederbringung der Tiefbohrung(en) aufgewandt. Um geothermische Projekte für die Zukunft finanziell attraktiv zu gestalten, den Investoren einen Anreiz zu bieten, müssen die Gesamtkosten reduziert werden. Die Grundüberlegung dieser Masterarbeit ist es bestehende Untertagebauwerke einer geothermischen Nachnutzung, im Falle eines Bergwerkes oder einer Nutzung parallel während des Betriebs, beispielsweise in einem Tunnel, zuzuführen. Ziel ist es eine geothermische Tiefbohrung in solch geeigneten Standorten abzuteufen. Die bestehende Überlagerung des Gebirges am Projektstandort sorgt für ein erhöhtes Temperaturniveau am Bohransatzpunkt. Derselbe Temperaturlevel in der Tiefe kann dadurch mit einer kürzeren Tiefbohrung erschlossen werden, im Vergleich zu einer Tiefbohrung ausgehend von der Erdoberfläche. Die Mächtigkeit der Gebirgsüberlagerung entspricht der Länge der eingesparten Bohrmeter und resultiert damit in niedrigeren Bohrkosten. Ein genereller Überblick der verfügbaren geothermischen Systeme wird gegeben und anhand einer Projektstudie das optimale System ausgewählt. Die Projektregion in der Steiermark, Österreich wird vorgestellt und die örtlichen und geologischen Gegebenheiten diskutiert. Der dort existierende Bergbau wird auf die Durchführbarkeit einer unter Tage Bohrtätigkeit geprüft und bewertet. Bohranlagen mit Firmenstandort in Zentraleuropa werden evaluiert, relevante Aspekte bezüglich Gesundheit, Sicherheit und Umwelt beleuchtet. Des Weiteren werden die Einflussfaktoren einer Tiefbohrung auf die Gesamtkosten anhand mehrerer Modellrechnungen basierend auf unterschiedlichen Verrohrungsszenarien und Bohrtiefen untersucht. Abschließend werden die technische und ökonomische Durchführung eines solchen Projektes, sowie Vorteile und potentielle Problemstellen betrachtet und Ausblicke für kommende Aufgabenstellungen gegeben.

Details

Titel in ÜbersetzungBewertung einer in unterirdischen Infrastrukturen abgeteuften, tiefen Erdwärmesonde zur Gewinnung geothermischer Energie aus kristallinem Grundgebirge
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung1 Juli 2016
StatusVeröffentlicht - 2016