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Geothermie

Erdwärme für Holzkirchen

Bohrbeginn  TH2                                                                am 25.06.2016
Aktuelle Bohrteufe             4.572 m               Bohrstrecke am 14.11.2016

Bohrbeginn  TH1                                                                am 27.01.2016
Endteufe                           5.600 m              Bohrstrecke am 27.05.2016
(Diese Seite wird unregelmäßig aktualisiert)

 

 

Öffnungszeiten Besucherpavillon                                täglich von 9.00 Uhr bis 16.00 Uhr

 

 

 

 

Die Entscheidung

Mit 17 zu acht Stimmen haben sich die Holzkirchner Marktgemeinderäte in der öffentlichen Sondersitzung vom 30. April 2015 für das kommunale Geothermieprojekt ausgesprochen. Die Bürgervertreter hatten es sich mit ihrer Entscheidung nicht leicht gemacht. Über 100 Seiten an Berechnungen, Prognosen und Gutachten waren ihnen von den Experten zur Verfügung gestellt worden. Monatelang hatten sie sich intensiv mit der Materie auseinandergesetzt. Vier Geothermieprojekte, die bereits seit längerem in Betrieb sind, waren besichtigt worden.

 

Sorgfältiges Abwägen von Pro und Contra

Auch mehr als sechzig Bürgerinnen und Bürger verfolgten interessiert die intensive Debatte im Rathaus. Bürgermeister Olaf von Löwis dankte den Räten für ihre Ernsthaftigkeit bei dieser Entscheidung, die sicherlich nicht einfach gewesen sei. Fast jeder der Marktgemeinderäte hatte sein Votum in einer sehr persönlichen Stellungnahme erläutert. Auch Bürgermeister Olaf von Löwis war nach eingehender Prüfung aller Informationen und dem sorgfältigen Abwägen von Pro und Contra zu dem Schluss gekommen, „dass bei diesem Projekt die Chancen die Risiken überwiegen.“ Albert Götz, Leiter der Gemeindewerke Holzkirchen, war nach einem intensiven Studium aller Informationen und zahlreichen Gesprächen mit den Experten zu dem gleichen Ergebnis wie Holzkirchens Bürgermeister gekommen.

 

Die Historie

Eigentlich war die Entscheidung für das Geothermieprojekt bereits schon einmal, am 22. März 2012, gefallen. Die Kosten für das damals deutlich größer dimensionierte Projekt wurden auf rund 70 Mio. Euro kalkuliert. Wegen der Novellierung des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) im Frühjahr 2013, die sich bis August 2014 hinzog, musste die damalige Projektplanung und -finanzierung neu durchdacht werden. Denn das EEG regelt die Einspeisevergütung für Strom, bei der eine Kürzung befürchtet wurde. Zudem hatte sich während der Phase des Stillstandes der Versicherer, mit dem die Gemeindewerke Holzkirchen wegen der Fündigkeitsversicherung in Verhandlung waren, aus diesem Markt zurückgezogen.

 

Die neue Planung

Um das Risiko und die Kosten zu minimieren, wurde von dem ehemaligen Konzept -einer großen geothermischen Dublette (zwei Bohrungen an zwei verschiedenen Standorten) mit Schüttungsraten von bis zu 150 Liter pro Sekunden (l/s) - Abstand genommen. Mehrere Planungsvarianten wurden überprüft. Nur eine davon erwies sich als wirtschaftlich und technisch gut zu realisieren. Zudem richtet sich im Gegensatz zum damaligen Konzept bei der neuen Planung der Fokus auf die Wärmeversorgung, aber gekoppelt mit Stromproduktion. Mit den aus der Stromeinspeisung erzielten Gewinnen kann das Projekt mit finanziert werden. Zumal bei einer reinen Wärmeversorgung im aktuellen Wärmeabsatzplan sonst rund 82 Prozent davon ungenutzt blieben.

 

„Abgespeckte“ Version

Bei der neuen, nun abgespeckten Version wurde der Bohrlochdurchmesser verringert. Es können somit günstigere Standardwerkzeuge eingesetzt werden. Zudem verkürzt sich die Bohrdauer und es können beide Bohrungen an einem Standort, dem der Alten Au, realisiert. Auch das Kraftwerk kann deshalb kleiner dimensioniert werden.

In der Summe verringern sich die Kosten somit gegenüber dem ursprünglichen Konzept in Höhe von 70 Mio. Euro um zirka 30 Mio. Euro. Technisch realisierbar ist bei dieser Variante eine Schüttungsrate von 80 Liter pro Sekunde (l/s) ggf. auch etwas mehr.

Bohrturm beim Pumpentest in Sauerlach - Erdwerk GmbH

Die Kosten

Die Kosten für die Arbeiten bis zum Abschluss der ersten Bohrung bis in knapp 5.000 Meter Tiefe werden einschließlich eines Puffers von 500.000 Euro für Unvorhergesehenes auf rund 10,7 Mio. Euro geschätzt. Die Gesamtkosten – also beide Bohrungen und das Kraftwerk – werden auf insgesamt zirka. 40 Mio. Euro kalkuliert. Hier ist ein großer Puffer für Unvorhergesehenes enthalten.

Erst wenn der Nachweis von genügend heißem Thermalwasser in ausreichender Schüttmenge erbracht ist, würden die nächsten Investitionen für die zweite Bohrung sowie für den Bau eines ORC-Kraftwerkes (Organic Rankin Cycle) erfolgen.

 

Die Finanzierung

Geht das Kraftwerk noch bis Ende des Jahres 2017 ans Netz, erhalten die Gemeindewerke die volle Einspeisevergütung von 25,2 Cent pro Kilowattstunden über einen Zeitraum von zwanzig Jahren. In diesem Fall wird mit rund 16 Millionen Euro Gewinnausschüttungen an den Markt Holzkirchen innerhalb des EEG-zwanzigjährigen Vergütungszeitraums gerechnet. Rund zehn Mio. Euro sind bereits für die erste Bohrung im Haushalt eingestellt. Der Rest wird über KfW-Förderdarlehn und weitere Kredite finanziert werden.

 

Der Klimaschutz

Die Wärmemenge, die in 5.000 Meter Tiefe gewonnen werden kann, entspricht rund 50.000 Liter Heizöl pro Tag. Das bedeutet: Mit der Realisierung des Projektes können voraussichtlich rund 10.000 Tonnen des klimaschädlichen CO2 pro Jahr eingespart werden – und zwar vor Ort.

 

Die Wärmeversorgung

Der Gesamtwärmebedarf in Holzkirchen wird von den Experten auf zirka 100 Gigawattstunden (GWh) pro Jahr berechnet. Es wird geschätzt, dass langfristig bis zu 80 Prozent des Holzkirchner Bedarfs mit Fernwärme (aus Geothermie) versorgt werden können. Aus Vorsichtsgründen wird aber von einem langfristigen Absatzpotential in Höhe von rund 60 GWh pro Jahr ausgegangen. Ein großer Vorteil für Holzkirchen ist hier auch das bereits vorhandene knapp 25 Kilometer lange Fernwärmenetz der Gemeindewerke Holzkirchen.

Die Planungsbüros gehen von einem jährlich steigenden Absatz an Gesamtwärme aus. Es wird – sehr konservativ gerechnet – ein Gesamtwärmeabsatz von 26 GWh ab dem Jahr 2034 jährlich im Endausbau unterstellt.

 

Das Kraftwerk – die Stromproduktion

Das heiße Thermalwasser steht auch während der heizungsfreien Zeit zur Verfügung. Die Verstromung trägt aufgrund der Einspeisevergütung zur Amortisation des Projektes bei und ist zwingend notwendig, um dessen Wirtschaftlichkeit sicher zu stellen.

Zur Stromerzeugung ist eine Thermalwassertemperatur von zirka 120 Grad Celsius Voraussetzung. In Holzkirchen wird mit einer Eingangstemperatur von 140 Grad Celsius sowie einer Schüttung von zirka 65 l/s gerechnet. Es ist geplant, ein ORC-Kraftwerk mit einer Leistung bis zu 2,8 MWel zu errichten.

 

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Grafik Hoch 3 GmbH

Der Stromverbrauch in Holzkirchen ist deutlich höher. Das heißt, es ist genügend Absatzpotential bei der Stromversorgung in Holzkirchen vorhanden. Denn nach Ablauf der Einspeisevergütung nach zwanzig Jahren kann der Strom der Holzkirchner Bevölkerung angeboten werden.

 

Der Zeitplan

Um die volle EEG-Vergütung zu erhalten, muss jedoch ein straffer Zeitplan eingehalten werden. Sprich das Kraftwerk sollte bis Ende 2017 in Betrieb gehen.

Es wird mit rund 16 Millionen Euro Gewinnausschüttungen an den Markt Holzkirchen innerhalb des EEG-Vergütungszeitraums von zwanzig Jahren gerechnet.

 

Ausschreibung für die Bohrung ist erfolgt

Unmittelbar nach der entscheidenden Sitzung am 30. April wurde bereits das Ausschreibungsverfahren für die Bohrungen EU-weit bekannt gemacht. Sobald die Angebote für die Bohranlagen vorliegen, beginnt die Detailplanung für den Bohrplatz. Dieser soll möglichst noch im vierten Quartal dieses Jahres eingerichtet werden. Geplanter Bohrbeginn ist im ersten Quartal 2016.

 

Gutachten bestätigt hohe Fündigkeitswahrscheinlichkeit

Um das Risiko der Nichtfündigkeit einschätzen zu können, hatten die Gemeindewerke Holzkirchen beim Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) 2014 ein zusätzliches, unabhängiges Gutachten erstellen lassen. In diesem wurden mehrere Szenarien betrachtet. Es standen den Gutachtern insgesamt 83 Malm-Bohrungen (davon waren 81 erfolgreich) im Süddeutschen Molassebecken zur Auswertung zur Verfügung.

Das Resultat: Die Erfolgswahrscheinlichkeit für eine Fündigkeit von z. B. 65 l/s liegt für Holzkirchen bei rund 90 Prozent. Es wird mit einer Temperatur von 140 bis 150 Grad Celsius und einer Schüttungsrate von 65 l/s bis 80 l/s gerechnet.

Im Großraum München wurden bisher 15 Geothermieprojekte mit insgesamt 34 Tiefenbohrungen erfolgreich abgeteuft. In Sauerlach, dem von Holzkirchen aus nächstgelegenen Projekt (10 km) waren alle drei Bohrungen erfolgreich. Auch im weiteren Umkreis bis zu 16,5 km von Holzkirchen konnten alle sieben Geothermiebohrungen positiv abgeschlossen werden. Die nichtfündige Bohrung in Gelting bei Geretsried, bei der eine Nachbohrung geplant ist, befindet sich in zirka 20 km Entfernung westlich von Holzkirchen. Die geologischen Gegebenheiten der beiden Standorte sind nicht vergleichbar. Die hydraulische Durchlässigkeit des Malm verschlechtert sich tendenziell Richtung Südwesten.

 

Die Vorteile: Geothermie – eine Rechnung, die aufgeht

Vorteile für die Verbraucher:

Unabhängigkeit von globalen, oft von Krisen geschüttelten Energiemärkten
Entkoppelung von den Preisschwankungen bei Öl und Gas
Komfortable und saubere Energieversorgung - bei Wärmeversorgung weder Öl-, Gaskessel noch Holz oder Pelletheizung in der Immobilie nötig; nur noch kleine Wärmeübergabestationen vor Ort
Einsparung von Wartungs- und evtl. Versicherungskosten
Verbesserter Primärenergiefaktor bei Gebäudesanierungen
 

Vorteile für die Bürgerinnen und Bürger vor Ort:

Gesündere Luft, da kaum mehr Verbrennung fossiler Stoffe
Versorgungssicherheit dank lokaler, regenerativer Energiequelle
Stärkung der heimischen Wirtschaft, das bedeutet regionale Wertschöpfung
Standortoptimierung für Unternehmen und Einwohner, dank stabiler Energiepreise
Geringer Eingriff in die Landschaft und geringer Flächenbedarf im Vergleich zu Fotovoltaik, Windrädern oder Biomasse
steht rund um die Uhr zur Verfügung und ist wetterunabhängig (grundlastfähig)
                                                                                      

Vorteile für die globale Energiebilanz:

Deutliche CO2-Reduzierung: z. B. 4,4 Tonnen CO2 Einsparung gegenüber dem Verbrauch von Heizöl pro Jahr bei einem Einfamilienhaus. Das entspricht einer Autofahrt rund um die halbe Welt.
Klimaschutz dank wegfallender Transportkosten für Öl und Gas.
 

Infos, Fakten, Hintergründe

Wie funktioniert Geothermie?

Im Innersten unseres Planeten herrscht nach heutigen Schätzungen eine Temperatur zwischen 5.000 und 7.000 Grad Celsius. Ohne Unterbrechung, also 24 Stunden am Tag, sommers wie winters, steigt ein ständiger Wärmestrom an die Oberfläche, der das Gestein, aber auch die Wasservorkommen in den Tiefen der Erde erhitzt.

 

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Diese Tiefengewässer werden Thermalwasser genannt. Je tiefer man in das Innere der Erde vordringt, desto heißer wird es. Pro 100 Meter Tiefe nimmt die Temperatur um zirka drei Grad Celsius zu. 99 Prozent unseres Planeten sind heißer als 1.000 Grad Celsius. Vulkane und Geysire sind die oberirdischen Zeugen dieser gigantischen Wärmevorkommen.

 

Das Süddeutsche Molassebecken

Vor allem im Süddeutschen Molassebecken sind die Voraussetzungen zur Erschließung von Geothermie günstig, da sich hier besonders heißes Wasser in entsprechender Tiefe befindet. Ein großer Teil Südbayerns liegt über den Schichten des sogenannten Malmkarsts, die an der Basis des Süddeutschen Molassebeckens zwischen Donau und dem Alpenvorland auftreten und die gleich einem Schwamm sehr porös oder verkarstet bzw. zerklüftet sind. In diesen durchlässigen Gesteinsschichten und Hohlräumen befindet sich Thermalwasser, das über eine Tiefbohrung nach oben gelangt und zur Energiegewinnung genutzt werden kann.

 

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Grafik Hoch 3 GmbH

Aufgrund der völlig unterschiedlichen geologischen Gegebenheiten in Holzkirchen gegenüber der Region im westlichen Baden-Württemberg ist hier ein Aufquellen des Anhydrits im Gipskeuper, wie bei den oberflächennahen Bohrungen in Staufen oder Leonberg geschehen, nicht möglich.

 

Geothermie ist nicht gleich Geothermie

Die Tiefe Geothermie ab 400 Meter

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Erdwärme zu nutzen. In Südbayern kommt neben der weit verbreiteten Nutzung der oberflächennahen Geothermie (Brunnen, Erdwärmesonden oder Flächenkollektoren) vor allem die Hydrothermale Tiefengeothermie bei der großenergetischen Nutzung zum Einsatz.

 

Verschiedene Verfahren der Tiefen Geothermie

In Holzkirchen soll die Hydrothermale Geothermie erschlossen werden. Dabei wird heißes Thermalwasser aus großer Tiefe genutzt. So ist eine direkte Wärmeversorgung und ab einer Temperatur von rund 120 Grad Celsius auch eine Stromproduktion, wie z. B. in Unterhaching, möglich.

 

Die Hydrothermale Geothermie

Voraussetzung für dieses Verfahren ist eine, poröse, thermalwasserführende Gesteinsschicht im tieferen Untergrund, wie sie beispielsweise im Malm im Süddeutschen Molassebecken in Erscheinung tritt. Das angebohrte, heiße Thermalwasser steigt aufgrund des natürlich vorhandenen Drucks bis zirka 200 m unter der Geländeoberfläche auf und wird in der Förderbohrung mit Hilfe einer Tauchkreiselpumpe bis an die Oberfläche gepumpt. Über Wärmetauscher wird die Energie des heißen Wassers auf zwei weitere Kreisläufe (Energiezentrale und Heizungskreislauf der jeweiligen Immobilie) übertragen. Mittels der zweiten Bohrung, der Reinjektionsbohrung erfolgt die Ableitung des abgekühlten Thermalwassers wieder in den Untergrund.

Die Förder- und Reinjektionsbohrung werden zusammen auch als geothermische Dublette bezeichnet.

 

Dem Untergrund wird somit nur Wärme, aber kein Wasser entzogen. Das hydrodynamische Gleichgewicht wird somit nicht verändert, der Wasserkreislauf bleibt in sich geschlossen.

 

Bei der hydrothermalen Geothermie müssen keine künstlichen Fließwege neu geschaffen werden. Ein Fracking der Gesteine findet nicht statt.

 

Die Petrothermale Geothermie mit dem Hot-Dry-Rock-Verfahren

Das so genannte Hot-Dry-Rock-Verfahren - wie z. B. in Soults-sous-Foret, in Bad Urach oder in Basel angewandt - unterscheidet sich völlig von der Hydrothermalen Geothermie. Bei diesem Verfahren wird mit einer Tiefenbohrung kaltes Wasser von außerhalb mit sehr hohen Drücken in heißes, wasserundurchlässiges Granitgestein verpresst (Hydraulische Hochdruckstimulation bzw. Fracking), um das Gestein aufzubrechen und einen Kreislauf zu erzeugen, in dem sich das eingeleitete Wasser dann aufheizt. Weitere Bohrungen befördern das durch künstlich geschaffene Klüfte zirkulierende Wasser wieder an die Oberfläche. Das abgekühlte Wasser wird im geschlossenen Kreislauf wieder in das heiße Gestein zurückgeleitet. Bei diesem Verfahren können Erschütterungen ausgelöst werden.

 

Die Stromproduktion

ORC- Kraftwerk (Organic Rankin Cycle)

Diese Technik ist seit Jahrzehnten erprobt. Das heißte Thermalwasser gibt seine Energie über einen Wärmetauscher an einen zweiten Kreislauf im Kraftwerk ab. In diesem – wieder ein in sich geschlossener Kreislauf – zirkuliert jedoch kein Wasser oder Wasserdampf, sondern ein spezielles Fluid (Kältemittel), das bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft, wodurch eine Turbine mit einem Generator zur Stromerzeugung angetrieben wird. Das Fluid ist nicht brennbar und nicht toxisch. Das Thermalwasser selbst bleibt wie bei der Fernwärme-Erzeugung in seinem eigenen Kreislauf. Es wird ebenfalls wieder über die Reinjektionsbohrung in den Untergrund geleitet.

                                                                                                       

Der Claim

Das Erdwärme-Erlaubnisfeld Holzkirchen (Geothermie-Claim) umfasst insgesamt rund 126 Quadratkilometer und ist im Alleinbesitz der Marktgemeinde Holzkirchen. Der Besitz eines Claims ermöglicht die Aufsuchung von Bodenschätzen, in diesem Fall von heißem Thermalwasser. Die neuen 3D-seismischen Untersuchungen fanden auf rund 65 Quadratkilometer in und um die Marktgemeinde Holzkirchen statt.

 

Das Seismik- Untersuchungsgebiet (schraffiert) des Claims Holzkirchen - Grafik: Hoch 3 GmbH

 

Die Seismik-Ergebnisse von 2011

Bei der Anfang 2011 durchgeführten 3D-Seismik Untersuchung wurde quasi eine „Landkarte des Untergrunds“ angefertigt. Sie lokalisierte u.a. die Tiefenlage des Malm-Reservoirs, Störungen in der Malm-Kalkschicht (Malm), mit vielen Rissen, Riffen und Hohlräumen und Bereiche mit potenziell günstigen Bedingungen für das Antreffen von Thermalwasser in ausreichender Menge. Das Unternehmen Erdwerk rechnet gemäß aktueller Bohrplanung mit einer Schüttung von ca. 80 Litern pro Sekunde und einer Thermalwassertemperatur von rund 140 Grad Celsius. Zudem existieren bereits ehemalige Erdölbohrungen, bei denen Temperaturen von mindestens 128 Grad Celsius gemessen wurden. Viele Strukturen seien sehr gut zum Anbohren geeignet, lautete das Fazit der Geologen.

 

Vorbereitungen zur Seismikuntersuchung 2011 - Foto: DMT GmbH & Co. KG