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Allgemeine Fragen

Was ist Geothermie?

Geothermie bezeichnet die Wärmeenergie im Inneren der Erde. Die Energiequelle ist nahezu unerschöpflich vorhanden und wird seit über 100 Jahren in Europa zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt. Als umwelt- wie klimaschonende Energiequelle kann die Geothermie einen wichtigen Beitrag zur Energiewende in der Region Wiesbaden leisten. Die Stromerzeugung aus Geothermie ist dabei grundlastfähig, das heißt, der Strom wird im Gegensatz zu Wind- und Sonnenenergie konstant erzeugt.

Wie leistet die Geothermie einen Beitrag zum Klimaschutz?

Als umwelt- wie klimaschonende Energiequelle leistet die Geothermie einen wichtigen Beitrag zu einem nachhaltigen Energiemix in Deutschland. Ähnlich wie bei der Windeenergie oder Biomasse wird bei der Geothermie nur ein Bruchteil der Emissionen im Vergleich zu Erdgas- oder Kohlekraftwerken freigesetzt.

Was ist der Unterschied zwischen tiefer und oberflächennaher Geothermie?

Die oberflächenahe Geothermie wird durch die Installation von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden (in einer Tiefe von ca. 100 bis 150 Metern) zur Wärmeversorgung einzelner Gebäude genutzt. Die Tiefengeothermie (ab 400 Metern Tiefe) bietet die Möglichkeit zur breiteren Gewinnung von Strom und Wärme für ganze Gemeinden oder Städte.

Kann die Tiefe Geothermie überall genutzt werden? Wo können Kraftwerke entstehen?

Mit den heute verfügbaren Technologien kann die umweltfreundliche Energiequelle Erdwärme nahezu überall genutzt werden. Für Tiefe Geothermie gibt es in Deutschland drei begünstigte Regionen: die Norddeutsche Tiefebene, das Voralpenland sowie in unserer Heimat den Oberrheingraben.

Welche Vorteile hat Tiefe Geothermie für mich und meine Kommune?

Geothermie-Anlagen können einen effektiven Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele leisten. Ein weiterer Vorteil ist die dezentrale Energieversorgung. Bürger können saubere Energie, etwa mittels Fernwärmeleitungen, direkt aus der Region beziehen. Wird Fernwärme genutzt, ersetzt ein platzsparender Wärmetauscher Anschaffungs- und Wartungskosten für Tanklager, Heizkessel und Brenner.

Seit wann beschäftigt sich die Stadt Wiesbaden mit dem Thema Tiefe Geothermie?

Bereits seit 2009 führen die Landeshauptstadt Wiesbaden und die ESWE gemeinsam im bergrechtlichen „Erlaubnisfeld Wiesbaden“ grundlegende Untersuchungen zur möglichen Nutzung der Tiefen Geothermie durch.

Sind mögliche Bohrungen vergleichbar mit der Bohrung vor dem Finanzministerium in Wiesbaden?

Die Bohrung vor dem Finanzministerium bezog sich auf oberflächennahe Geothermie. Wir planen in der Region Wiesbaden ein Tiefengeothermie-Projekt. Die Fälle sind nicht vergleichbar. Ein Ereignis wie vor dem Finanzministerium in Wiesbaden ist bei der Tiefengeothermie nahezu ausgeschlossen. Mit Hilfe der 3D-Seismik schauen wir uns den Untergrund sehr genau an. Wir planen mit modernster Bohrtechnik für mögliche Probebohrungen, wobei bei Bohrungen zur Tiefengeothermie auch eine andere Bohrtechnik verwendet wird. Beide Punkte zusammen erbringen ein hohes Maß an Sicherheit.

Wer trägt die Beweislast bei Schäden?

Die Projektpartner haben eine Beweislastumkehr verbindlich und öffentlich zugesagt. Falls wider Erwarten Schäden durch die Bohrung oder den Betrieb des Kraftwerks auftreten sollten, werden diese von den Projektpartnern übernommen.  

Bestehen Risiken – etwa in Form von Rissbildung an meinem Haus – aufgrund unzureichender Voruntersuchungen?

In den vergangenen fünf Jahren wurden umfangreiche und sorgfältige Untersuchungen im Projektgebiet durchgeführt, so dass das Gebiet heute zu den am besten untersuchten in ganz Deutschland zählt. Bodenanhebungen können hier aufgrund der geologischen Beschaffenheit des Untergrunds nicht auftreten.

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Es muss zwischen zwei völlig verschiedenen Phänomenen unterschieden werden, welche mit Rissbildung in Verbindung gebracht werden.

Die Schäden in Staufen, Leonberg, Böblingen und Lochwiller sind nicht auf seismische Ereignisse zurückzuführen, sondern auf Bodenhebungen in Folge des Aufquellens von Anhydrit, welches in Verbindung mit Wasser sein Volumen mehr als verdoppelt. Seismische Ereignisse haben an diesen Standorten nicht stattgefunden. Es sollte auch beachtet werden, dass die oben genannten Bodenhebungen nicht in Folge eines Tiefengeothermieprojekts aufgetreten sind, sondern auf Grund technischer Probleme bei oberflächennahen Bohrungen, d.h. bei der Errichtung von Erdwärmesonden in weniger als 200 Metern Tiefe.

Hinzu kommt, dass bei Projekten der oberflächennahen Geothermie im Allgemeinen keine standortbezogene geologische Vorerkundung des Untergrundes erfolgt. Im Gegensatz dazu haben die Projektpartner beim Tiefengeothermieprojekt Wiesbaden ein umfangreiches Voruntersuchungsprogramm durchgeführt, um möglichst genaue Kenntnisse über den Untergrund zu erhalten. Dazu wurden unter anderem teure und aufwändige 2D- und 3D-Seismikmessungen sowie thermische und geomechanische Simulationsrechnungen durchgeführt. In Landau hat 2009 ein seismisches Ereignis stattgefunden, welches dem Betrieb des dortigen Geothermiekraftwerks zugeschrieben wird.

Dass dieses Beben jedoch auch Ursache der dort gemeldeten Gebäudeschäden war, ist umstritten und derzeit Gegenstand gerichtlicher Auseinandersetzungen. Das derzeit letzte Sachverständigengutachten vom Juli 2015 stellt fest, dass die untersuchten Schäden mit sehr großer Wahrscheinlichkeit nicht auf Erschütterungsereignisse zurückzuführen sind.

Muss mit einer dauerhaften Lärmbelästigung gerechnet werden?

Bau und Betrieb der Anlage unterliegen der Technischen Anleitung Lärm (TA Lärm) und sind durch den Betreiber einzuhalten. Eine Privilegierung von Geothermieanlagen gegenüber anderen technischen Anlagen gibt es nicht.

 
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Bisherige Projekte zeigen, dass die Lärmemissionen im Zusammenhang mit Geothermiebohrungen kein Problem darstellen. So führte etwa die Gemeinde Pullach im Isartal bei München problemlos Geothermiebohrungen mitten im Ort durch. Schallemissionen lassen sich durch bauliche Maßnahmen oder technische Lösungen reduzieren. In Betracht kommen hier beispielsweise Schutzwände oder eingekapselte Geräte.

Die TA-Lärm dient dem Schutz der Allgemeinheit und der Nachbarschaft vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Geräusche.

Nachstehend finden Sie die Immissionsrichtwerte der TA Lärm für Immissionsorte außerhalb von Gebäuden:


Gebiet Tags Nachts
Industriegebiet 70 70
Gewerbegebiet 65 50
Kerngebiet, Dorfgebiet, Mischgebiet 60 45
allg. Wohngebiet und Kleinsiedlungsgebiet 55 40
reines Wohngebiet 50 35
Kurgebiet, Krankenhäuser und Pflegeanstaltern 45 35
seltene Ereignisse in allen Gebieten 70 55

Kann Tiefengeothermie wirtschaftlich betrieben werden?

Wirtschaftsunternehmen hätten kein Interesse an einer Realisierung von Tiefengeothermie-Projekten, wenn diese unwirtschaftlich wären.

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Aussagen zur Wirtschaftlichkeit von Tiefen Geothermieprojekten sind vor allem von der Temperatur und Fließrate im Untergrund abhängig. Weitere Faktoren sind die Bohr- und Baukosten. Bei diesem Projekt sind sowohl Strom- als auch Wärmenutzung geplant. Die Wärme kann in das bereits gut ausgebaute Fernwärmenetz eingespeist werden, was die Effizienz zusätzlich erhöht.

Um die geologischen Gegebenheiten optimal zu erkunden, finden schon vor Bohrbeginn eine hohe Anzahl an geologischen und geophysikalischen Messungen statt, die die Vorort vorhandene Geologie bestmöglich darstellen. So konnte festgestellt werden, dass unsere Region einen erhöhten Temperaturgradienten (Zunahme der Temperatur pro hundert Meter) und ein gutes Risswerk im Untergrund besitzt. Dank diesen Eigenschaften ist es möglich sowohl Strom wie auch Wärme in einem Kraftwerk zu erzeugen.

In der Bauphase wird vor allem auf eine bestmögliche Verzahnung bei den einzelnen Gewerken geachtet, um möglichst wirtschaftlich zu bauen. Angesichts der vorhandenen geothermischen Ressourcen und der ausgereiften Technologie ist die Tiefe Geothermie eine besonders wertvolle – weil grundlastfähige – Form der nachhaltigen Energieerzeugung, die für Investoren weltweit immer interessanter wird.

Welche Leistung würde das geplante Geothermiekraftwerk liefern?

Ein Tiefengeothermiekraftwerk dient zur Strom- und Wärmeversorgung. Aktuell sind eine maximale elektrische Leistung von 4 Megawatt sowie eine Wärmeleistung zur Fernwärmeauskopplung von über 10 MW geplant. Für den Betrieb wird aktuell von ca. 8.000 Betriebsstunden im Jahr ausgegangen.


Umweltfragen

Zählt die Tiefe Geothermie zu den erneuerbaren Energien oder führt Sie zu einer Abkühlung des Gesteins im Untergrund?

Das Gestein kühlt nur lokal und auch nur vorübergehend ab. Im Gegensatz zur Förderung fossiler Ressourcen, wie etwa Erdöl, erholen sich die Tiefengeothermie-Reservoire wieder, da im tiefen Untergrund mehr Wärmeenergie nachproduziert als verbraucht wird. Die im Gestein gespeicherte Gesamtwärmemenge ist um ein Vielfaches größer, als nach menschlichem Ermessen jemals genutzt werden kann. Die Stabilität und natürliche Regenerationsfähigkeit der Ressource Erdwärme ist damit gegeben. Tiefe Geothermie ist somit definitiv nachhaltig und zählt zu den erneuerbaren Energien.

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In einem Dublettensystem kühlt der Nahbereich um das offene Ende einer Injektionsbohrung im Bereich von einigen 100 Metern lokal begrenzt ab. Dabei wird nur ein Bruchteil der im Reservoir gespeicherten thermischen Energie genutzt Berücksichtigt man die insgesamt vorhandene Wärmemenge im Untergrund, ist die thermische Beeinflussung durch die Tiefe Geothermie zu vernachlässigen. Die lokale Abkühlung hat auch keinen Einfluss auf den Betrieb einer geothermischen Anlage und wirkt sich auch nicht auf die Erdoberfläche aus. 99 Prozent der Erdmasse weist eine Temperatur von weit über 1000°C auf, und von dem restlichen Prozent sind immer noch 90 Prozent weit über 100°C heiß.

Generell besteht ein ständiger Wärmetransport vom heißen Erdinneren zur kühlen Atmosphäre bzw. zum kalten Weltall hin. Dieser Prozess findet weltweit flächendeckend in Form eines kontinuierlichen Wärmeflusses statt. Der gesamte Erdwärmestrom aus natürlichen Zerfallsprozessen im Erdinneren entspricht geschätzt etwa einer Leistung von 27,5 Millionen Megawatt für die gesamte Erde (Ahrens, 1995). Das entspricht knapp dem Doppelten des weltweiten Energiebedarfs an Primärenergie, der 2010 einer mittleren Gesamtleistung von etwa 16,0 Millionen Megawatt entsprach (BP, 2011). Dieser Wärmestrom sorgt letztendlich dafür, dass ständig Energie aus der Erde nachgeführt wird und sich abgekühlte Erdwärmereservoire wieder regenerieren können.

Allein der Wärmeinhalt sämtlicher thermalen Grundwasserleiter (Aquifere) in Deutschland entspricht dem 300-fachen der jährlichen Gesamtwärmenachfrage. Der gesamte Wärmeinhalt der äußeren Erdkruste bis zu Tiefen von 10 km wird auf das etwa 210.000-fache des weltweiten Verbrauchs an Primärenergie geschätzt (Bundesumweltministerium 2007).

Kann es zu Geländesenkungen oder dem Einsturz von unterirdischen Hohlräumen kommen?

Beim Betrieb eines Geothermiekraftwerks entstehen weder Hohlräume im Untergrund noch erfolgt eine dauerhafte Wasserentnahme. Die Befürchtung, dass es auf Grund des Betriebs eines Geothermiekraftwerks zu Geländesenkungen kommt, ist daher unbegründet.

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Die Geländehebungen in Staufen, welche meist als Begründung für diese Befürchtungen genannt werden, wurden nicht durch Tiefe Geothermie verursacht.

In Staufen hat eine oberflächennahe, d.h. weniger als 200 Meter tiefe Bohrung eine Verbindung zwischen einer Schicht mit unter hohem Druck stehendem Grundwasser und einer darüber liegenden etwa 75 Meter dicken Gipskeuperschicht geschaffen. Durch die Wasseraufnahme hat das in der Gipskeuperschicht eingelagerte Anhydrit begonnen, sich zu Gips umzuwandeln. Bei dieser Umwandlung kann sich das Volumen mehr als verdoppeln. Diese Volumenzunahme führt zu Bodenanhebungen.

Eine Geländehebung durch das Anschwellen von Anhydrit kann für das Geothermieprojekt Wiesbaden ausgeschlossen werden, da Anhydritschichten in Deutschland nur in bestimmten geologischen Formationen (insbesondere Trias, Zechstein) vorkommen. Diese Formationen sind im Untergrund von Wiesbaden jedoch nicht vorhanden [Landesamt für Geologie und Bergbau (Hrsg.), „Geologie von Rheinland-Pfalz“, 2005]. Eine Bodensenkung durch den Einsturz von Hohlräumen kann ebenso ausgeschlossen werden. Zum einen ist die Existenz größerer natürlicher Hohlräume in der Tiefe des geothermischen Reservoirs (ca. 3.000m) auf Grund der dort herrschenden Gebirgsspannungen sehr unwahrscheinlich. Zum anderen kann die Entstehung neuer Hohlräume durch den Betrieb des Geothermieprojekts ausgeschlossen werden, da diese Prozesse das Vorliegen leicht löslicher Gesteine (z.B. Salz) voraussetzen, welche im Untergrund der Region Wiesbaden ebenfalls nicht vorkommen.

Die Befürchtung, es könne auf Grund des Betriebs eines Geothermiekraftwerks zu großflächigen Bodensenkungen kommen, wie sie beispielsweise bei der Erdgasförderung in den Niederlanden aufgetreten sind, ist ebenfalls unbegründet. Da bei der Tiefengeothermie, so wie sie hier umgesetzt werden soll, das geförderte Thermalwasser nach seiner Abkühlung vollständig wieder zurückgeführt wird, erfolgt, im Gegensatz zur Kohlenwasserstoffförderung, keine Nettovolumenentnahme. Bodenabsenkungen können auch unter diesem Gesichtspunkt ausgeschlossen werden.

Setzt Tiefe Geothermie Radioaktivität frei?

Durch Tiefe Geothermie kommt es zu keiner Freisetzung natürlicher Strahlung an der Erdoberfläche. Es ist kein plausibler Mechanismus bekannt, welcher die Transportprozesse innerhalb des geologischen Untergrundes durch die Tiefe Geothermie so beeinflusst, dass es zu einer Änderung der natürlichen Strahlung an der Erdoberfläche kommen könnte.

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Generell gilt, dass Wärme – bedingt durch Sonneneinstrahlung – nur in den obersten Metern unter der Erdoberfläche gespeichert wird. Somit ist fast die gesamte Erdwärme unseres Planeten ein Resultat der Restwärme seiner Entstehung und natürlicher radioaktiver Zerfallsprozesse im Erdinneren. Die Zerfallsprozesse finden auch heute kontinuierlich statt und führen zu einer ständigen Zufuhr an Wärme an den Untergrund. Ohne diese Prozesse wäre der durchschnittliche Wärmefluss an die Erdoberfläche in etwa nur halb so hoch (Jaupart et al. 2007). Unser Planet würde somit gänzlich anders aussehen.

Das häufig im Zusammenhang mit Geothermie diskutierte Radon (hier Radon 222) entsteht ebenfalls durch natürlichen Zerfall. Es ist überall in der Erdkruste vorhanden. Wichtig ist, dass es eine Halbwertszeit von nur 3,8 Tagen hat. Dies bedeutet, dass nach 15 Tagen weniger als sieben Prozent der Ausgangskonzentration bei der Entstehung verblieben ist. Das Edelgas hat damit eine sehr begrenzte Zeit, innerhalb derer es überhaupt durch den Porenraum oder über Klüfte im Gestein wandern kann. Der größte Teil des gebildeten Radons bleibt nach seiner Entstehung innerhalb der Mineralkörner des Gesteins gefangen. Auf Grund der geringen Halbwertszeit beträgt die Reichweite, die das Radon in porösen Gesteinen zurücklegt zudem nur wenige Zentimeter bis Meter.

Größer wird die Reichweite wenn das Gestein von Klüften oder tektonischen Störungen durchzogen ist. Hier, wie auch in Lockergesteinen, kann über Luftbewegungen Radon mitgeschleppt werden. Auch hier spielt jedoch die Halbwertszeit eine wichtige Rolle, so dass auf Grund der geringen Fließgeschwindigkeiten die Reichweite des Transports trotzdem nur wenige Meter bis Zehnermeter beträgt. Jedoch Es ist kein plausibler Mechanismus bekannt, welcher die Transportprozesse innerhalb des geologischen Untergrundes durch die Tiefe Geothermie so beeinflusst, dass dies zu einer Änderung der Radonkonzentration an der Erdoberfläche führt.

Kann der Grundwasserspiegel abgesenkt werden?

Bei der für das Projekt in Frage kommenden hydrothermalen Nutzung wird Thermalwasser aus tiefen thermalwasserführenden Schichten gefördert. Nachdem die Wärme über einen Wärmetauscher entzogen wurde, wird das abgekühlte Wasser wieder in dieselbe unterirdische Schicht zurückgegeben. Es findet also keine Veränderung des Volumens im Untergrund statt, die zu einer Absenkung des Grundwasserspiegels führen könnte. Der Grundwasserhaushalt bleibt im Gleichgewicht.

Können gelöste Mineralien und gelöste Gase aus dem Bohrloch entweichen?

Sollten im Thermalwasser umweltrelevante Begleitstoffe vorhanden sein, so können diese Stoffe nicht entweichen, da das Thermalwasser während des Betriebs in einem geschlossenen Kreislauf fließt. Da die Bohrung komplett mit Stahlrohren ausgebaut ist, werden alle Stoffe vollständig wieder in den Untergrund zurückgeführt.

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Wie jedes Grundwasser, enthält auch das Thermalwasser gelöste Mineralien (vor allem Salz und Kalk) und gelöste Gase (vor allem Kohlendioxid, manchmal auch geringe Anteile an Methan oder Schwefelwasserstoff).

Sollten Spuren umweltrelevanter Begleitstoffe im Thermalwasser vorhanden sein, so können diese Stoffe nicht entweichen, da das Thermalwasser während des Betriebs in einem geschlossenen Kreislauf fließt. Sie werden wieder in den Untergrund verbracht und, da die Bohrung bis zum Thermalgrundwasserleiter komplett mit Stahlrohren ausgekleidet ist, wird auch das oberflächennahe Grundwasser nicht berührt. In diesem geschlossenen Kreislauf kommt das Thermalwasser weder mit Luft noch mit Grundwasser in Kontakt. Ein Austritt von Methan oder Kohlendioxid durch das Bohrloch ist mithin nicht möglich.

Allein beim Erschließen der Thermalwasserlagerstätten können eventuell Erdgas führende Schichten durchbohrt werden. Diesem Risiko begegnet das Bergamt mit strengen Sicherheitsvorschriften für jede Bohrung. So sind zwei unabhängige Sicherungssysteme vorgeschrieben, die unkontrollierte Austritte von Gas und Flüssigkeit vermeiden. Jede Bohranlage verfügt über einen sogenannten Blowout Preventer. Damit bezeichnet man eine Reihe von unabhängig voneinander funktionierenden Absperrventilen, die bei einer Tiefbohrung direkt über dem Bohrloch angebracht sind. Sie verschließen das Bohrloch sofort, wenn unter Druck stehendes Erdgas unkontrolliert auszutreten droht. Daneben wird in der Bohrphase das Gasaufkommen kontinuierlich überwacht. Dieses Verfahren hat sich in mehr als 10.000 Tiefbohrungen in Deutschland bewährt.

Kann Geothermie Erdbeben auslösen?

Während des Betriebs eines Geothermiekraftwerks kann es zu schwachen seismischen Ereignissen kommen. Diese sind jedoch in den meisten Fällen nicht spürbar und erreichen nicht die Stärke der in der Region natürlich auftretenden Beben.

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In der Region Rhein-Main sind Erdbeben nichts Ungewöhnliches. Der Oberrhein ist ein Gebiet aktiver tektonischer Bewegungen. Damit verbundene natürliche seismische Ereignisse werden ständig durch die Landeserdbebendienste registriert. Als Maß zur Beschreibung der Stärke der Beben werden deren sogenannte Magnituden bestimmt und innerhalb einer bestimmten Skala eingeordnet (z.B. die bekannte Richterskala).

Der überwiegende Teil der zahlreichen Kleinstbeben entlang des Oberrheins, welche zumeist Magnituden kleiner als 2 haben, sind unterhalb der Fühlbarkeitsschwelle. Seltener treten auch spürbare, natürliche Erschütterungen auf, z.B. Beben mit Magnitude 3.4 in Mainz am 23.12.2010 und Magnitude 3.5 in Frankfurt am 29.05.1990 [Daten: Landeserdbebendienst Rheinland-Pfalz]. Wie bei allen Bergbauaktivitäten kann es auch beim Betrieb eines Geothermiekraftwerks zu seismischen Ereignissen kommen. Dabei sind jedoch die maximalen Magnituden geringer als bei der natürlichen Seismizität und auch der Anteil der seismischen Aktivität oberhalb der Fühlbarkeitsschwelle ist geringer. Im Vergleich zu andern Bergbauaktivitäten sind die Stärken der durch Geothermie verursachten und beobachteten seismischen Ereignisse gering (Grünthal, 2013).

Die maximale Magnitude eines durch den Betrieb eines Geothermiekraftwerks im Oberrheingraben ausgelösten seismischen Ereignisses liegt bei Magnitude 2.7 (Landau, 14.08.2009). Da es sich bei der Magnitude um eine logarithmische Skala handelt, bedeutet dies, dass die freigesetzte Energiemenge in Landau bei weniger als einem Zehntel der oben erwähnten natürlichen Beben in Mainz bzw. Frankfurt lag. Weltweit treten jedes Jahr ca. 1.3 Millionen Erdbeben mit Magnituden zwischen 2 und 3, d.h. in einer vergleichbaren Stärke, auf [Quelle: USGS, 2015]. Die maximalen Magnituden seismischer Ereignisse werden durch die geologischen Strukturen im Untergrund und durch die erzeugten Spannungen bestimmt, die durch die natürlichen Bewegungen der Erdkruste entstehen.

Dies gilt unabhängig davon, ob ein bestimmtes seismisches Ereignis durch natürliche Ursachen oder im Zusammenhang mit der tiefen Geothermie ausgelöst wird. Das bedeutet, dass eine von Menschenhand ausgelöste Seismizität die natürliche Seismizität ohnehin nicht übersteigen kann. Auch kann die Rückführung der Wässer im Rahmen des Betriebs eines Geothermiekraftwerks spürbare seismische Ereignisse nie alleine verursachen. Der Grund dafür ist, dass die im Gestein gespeicherte Energie um ein Vielfaches höher liegt als die Energie, welche für das Verpressen des Thermalwassers aufgewendet wird.

Wird Trinkwasser verunreinigt?

Bei der Nutzung der Tiefen Geothermie werden keine Stoffe in die trinkwasserführenden Schichten eingeleitet. Bei der gesamten Bohrung kommen nur Spülungszusätze zum Einsatz, welche auch für das Bohren von Trinkwasserbrunnen behördlich zugelassen sind.

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Grundwasser bezeichnet alles Wasser unter der Erdoberfläche, unabhängig von seiner Beschaffenheit. Trinkwasser muss strengen Anforderungen genügen und kommt meist nur in den obersten 100 bis 200 Metern unter der Erdoberfläche vor.

Die größte Bedrohung unseres Trinkwassers kommt daher von der Oberfläche, weshalb weiträumige Wasserschutzgebiete die Sauberkeit des Trinkwassers sicherstellen. In diesen Schutzgebieten sind Bohrungen untersagt. Um dieses Grundwasser während der Bohr- und Betriebsphase zu schützen, wird das Bohrloch direkt nach Durchbohren einer grundwasserführenden Schicht mit Stahlrohren gesichert. Der Zwischenraum zwischen Rohren und Gestein wird mit einer gleichmäßig dicken Zementschicht von zirka acht bis zehn Zentimetern ausgekleidet. Der Zement sorgt für eine Isolation unterschiedlicher Gesteinsschichten und unterbindet die Zirkulation von Wasser oder – sofern vorhanden – Gas. Die speziellen Hochofenzemente besitzen eine Temperaturbeständigkeit von 250°C. Die Qualität der Zementation wird durch Messungen überprüft und von der Bergbehörde abgenommen.

Bei Tiefbohrungen ist eine Gefährdung des Trinkwassers somit ausgeschlossen. Bei der gesamten Bohrung kommen nur Spülungszusätze zum Einsatz, welche auch für das Bohren von Trinkwasserbrunnen behördlich zugelassen sind. Während der gesamten Tiefbohrung werden von der zuständigen Bergbehörde zudem äußerst strenge Sicherheits- und Umweltauflagen gemacht, die streng kontrolliert werden. Über ein Betriebsplanverfahren werden alle erforderlichen sicherheitstechnischen, naturschutzfachlichen und wasserwirtschaftlichen Fragestellungen geprüft.

So muss eine Bohrstelle – ähnlich einer Tankstelle – durch bauliche Maßnahmen so abgesichert werden, dass weder Wasser, Öl, noch andere Stoffe in das Grundwasser oder in die Umgebung gelangen. Dazu wird für den inneren Bereich des Bohrplatzes meist ein komplettes Ablaufsystem mit Auffangbecken und Abscheidern installiert. Entstehende Abwässer und Bohrklein werden regelmäßig auf die Zusammensetzung geprüft und über Entsorgungsunternehmen den Umweltauflagen entsprechend entsorgt. In Deutschland wurden auf diese Weise über 17.000 Bohrungen zwischen 500 bis über 5.000 Metern Tiefe niedergebracht (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe 2014). Dabei ist kein einziger Fall einer Grundwasserkontamination dokumentiert worden. Die Projektpartner planen eine hydrothermale Geothermie-Anlage. Bei dieser wird in einem geschlossenen Kreislauf über eine Produktionsbohrung Thermalwasser an die Oberfläche gefördert.

Diesem Wasser wird über einen Wärmetauscher die Wärme entzogen und über eine Injektionsbohrung dem tiefen Untergrund wieder zugeführt. In diesem geschlossenen Kreislauf kommt das Thermalwasser weder mit Luft noch mit Trinkwasser in Kontakt. Das abgekühlte Thermalwasser wird in denselben tiefen Gesteinskörper zurückgebracht, aus dem es vor der Abkühlung entnommen wurde. Dabei werden keinerlei zusätzliche Stoffe eingeleitet.

Beeinflusst die Abwärme eines Geothermiekraftwerks das Klima vor Ort zum Beispiel durch erhöhte Niederschläge und eine Verringerung der jährlichen Sonneneinstrahlung?

Bei diesem Vorhaben ist geplant, dass die Abwärme des Kraftwerks durch luftgekühlte Kondensatoren (Trockenkühlung) abgeführt wird. Verschattung durch Dampfschwaden und die Erhöhung von lokalen Niederschlagsereignissen sind vor allem von herkömmlichen großen Kraftwerken mit Kühltürmen bekannt.

Tritt Dampf während des Betriebs des Kraftwerks aus?

Ist das Geothermiekraftwerk in Betrieb, kommt es zu keinem Dampfaustritt aus der Anlage, da alle Betriebsmittel in geschlossenen Systemen geführt werden. Bei der Errichtung der Bohrung in der Testphase sowie bei Wartungsphasen kann es zum kurzzeitigen Austritt von Wasserdampf kommen.


Seismometernetzwerk/Heilquellenschutzkonzept

Was misst und wie funktioniert ein Seismometer?

Ein Seismometer ist ein Messgerät zur Aufzeichnung von Schwingungen des Erdbodens. Es besteht aus einem Sensor, welcher die Schwingungen in elektrische Signale umwandelt und einem Rekorder, der diese Signale in digitale Daten umwandelt und aufzeichnet. Um das Zentrum der Schwingung zu ermitteln, werden mehrere Seismometerstationen zu einem sog. Seismischen Messnetz zusammengefasst. Aus den unterschiedlichen Ankunftszeiten der Seismischen Wellen an den einzelnen Seismometerstationen kann man das Zentrum und auch die Intensität der Schwingung bestimmen.

Wie lange dauert die Untersuchung und muss ich mit Beeinträchtigungen rechnen?

Die Untersuchung wird vorerst über einen Zeitraum von drei Jahren durchgeführt. Bei dieser Untersuchungsmethode kommt es zu keinerlei Beeinträchtigungen.

Wie gefährlich sind Geothermieprojekte für die Heilquellen in Wiesbaden?

Die heißen Quellen liegen in einer Schutzzone. Bohrungen sind hier generell nicht erlaubt.
Die Sicherheit der Heilquellen ist für ESWE und die Landeshauptstadt Wiesbaden besonders wichtig. Durch gründliche Voruntersuchungen und ein Heilquellenschutzkonzept, das bis Anfang 2015 vorliegen soll, stellen wir sicher, dass eine mögliche Bohrstelle die Heilquellen nicht beeinträchtigt. Die umfangreichen Voruntersuchungen liefern der Stadt und dem Land sogar wertvolle Informationen zum gesamten Heilquellensystem.

Kann man nicht direkt die Wärme der Heilquellen nutzen?

Weder Menge noch Temperatur der Wiesbadener Heilquellen ermöglichen eine wirtschaftliche Nutzung für die Stromerzeugung oder zu Heizzwecken. In Wiesbaden wurde in der Innenstadt ein Projekt zur Versorgung mit Heizwärme und Warmwasser aus dem Thermalwasser realisiert.


Geophysikalische Untersuchungsmethoden

Zum besseren Verständnis des dreidimensionalen geologischen Untergrundes kommen typischerweise verschiedene geophysikalische Messverfahren und geologische Untersuchungen zur Anwendung. Jedes Verfahren erhöht die Informationsdichte und vervollständigt das Wissen um die Welt unter unseren Füßen.

Was misst Aeromagnetik?

Die Aeromagnetik liefert Auskünfte über den Aufbau der Erdschichten. Bei der Aeromagnetik überfliegt ein Leichtflugzeug, welches mit Sensoren ausgestattet ist (Foto), das Untersuchungsgebiet. Das Flugzeug fliegt dabei Messlinien ab. Durch die Kombination von vertikalen und horizontalen Messlinien entsteht ein engmaschiges Netz. Das Magnetometer misst die Intensität des lokalen Magnetfeldes der Erde und zeichnet auch Abweichungen davon auf. Die Gesteine der Erdkruste weisen unterschiedliche Magnetisierungen auf, welche durch einen variierenden Gehalt an magnetischen oder magnetisierbaren Mineralien verursacht wird.

Was ist Gravimetrie?

Bei der Gravimetrie werden mithilfe der Erdanziehungskraft Erkenntnisse über den Untergrund gewonnen. Grundlage der Gravimetrie sind dabei die Dichteunterschiede in den Gesteinen des Untergrundes. Mit hochempfindlichen Messgeräten, den sogenannten Gravimetern, werden die geringfügigen Schwerkraft-Änderungen gemessen, die von Dichteunterschieden im Untergrund hervorgerufen werden. Das Gravimeter registrieren diese Änderungen nach dem Prinzip einer Federwaage, d.h. es wird prinzipiell die Dehnung einer Schraubenfeder zur Messung der Anziehungskraft verwendet (Grafik). Die lokale Erdanziehungskraft wird entlang von mehreren Kilometer langen Messprofilen erfasst. So können Schlussfolgerungen über die Beschaffenheit des Untergrunds ermittelt werden. Ziel gravimetrischer Messungen ist eine Identifizierung von geologischen Strukturen – auch in größeren Tiefen.

Gravimetrie

Was versteht man unter NEMR?

Mithilfe der NEMR-Messung (natürliche elektromagnetische Radiation) können aktive Bruchzonen im Aufbau der oberflächennahen Erdkruste gefunden werden. Aktive Bruchzonen bewegen sich, und erzeugen ein elektromagnetisches Feld. Dieses Feld kann als Signal von der Oberfläche durch Messgeräte erfasst, kartiert und ausgewertet werden.

Was ist Seismik?

Diese Methode funktioniert ähnlich einem Echolot. Entlang einer vordefinierten Seismikroute werden durch Messfahrzeuge kurze Vibrationen an verschiedenen Stellen in die Tiefe gesendet (Grafik). Diese Signale werden von den verschiedenen Gesteinsarten in unterschiedlicher Weise reflektiert. Geophone, die entlang einer Messlinie im Untersuchungsgebiet verteilt sind, zeichnen diese Reflexionsmuster auf. Die Geophone funktionieren dabei wie hochempfindliche Mikrophone. Aus der Auswertung kann man eine ziemlich genaue räumliche Vorstellung der geologischen Strukturen ableiten. In unserem Untersuchungsgebiet konnte mit dieser Methode der Untergrund großflächig bis zu 4.000 Metern in die Tiefe erkundet werden.

Was ist der Unterschied zwischen einer 2D- und einer 3D-Seismik?

Bei der Durchführung einer 2D-Seismik erhält man Daten entlang einer Schnittebene. Bei der 3D-Seismik erhält man einen Volumenkörper, wodurch die Erde unter unseren Füßen räumlich dargestellt werden kann.

3D-Seismik