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Geothermiekraftwerk

Prinzip eines Geothermiekraftwerks. Quelle: Jkrieger
Geothermiekraftwerk in Unterhaching. Quelle: Ulrich Meier

Ein Geothermiekraftwerk ist eine Anlage, in der aus der Erde geförderter Dampf (Hochenthalpie) oder Wärme (Niederenthalpie) eine Turbine-Generator Kombination antreibt, um Strom zu erzeugen. Je nach Eingangstemperatur wird zwischen Trockendampf- (dry steam), Flash- und Binäranlagen unterschieden.

Stromerzeugung

Zur Erzeugung von Strom aus geothermischer Wärme über eine Turbine und einen Generator wird ein Gas, also entweder Wasserdampf oder ein organisches Gas, benötigt. Ist die Enthalpie des Reservoirs hoch genug zur Benutzung von Wasserdampf, hängt der Kraftwerkstyp davon ab, ob die Lagerstätte dampf- oder wasserdominiert ist.

Es gibt dann drei konventionelle Methoden: Trockendampf (dry steam, Dampf-dominiert), Flash-Systeme (wasser-dominiert) oder Binärsysteme (Niederenthalpie, ORC).

Der Damp strömt aus einer unter Druck stehenden Bohrung (ohne Einsatz einer Pumpe) direkt zur Dampf-Turbine, die ihrerseits den Generator antreibt. Dies ist der älteste Typ eines Geothermiekraftwerks. Ein Beispiel ist die immer noch weltgrößte Geothermíeanlage in The Geysirs (Nordkalifornien).

Flash Dampf Kraftwerke sind die heute am meisten genutzen Kraftwerke. Die Fluidtemperaturen sind im Bereich von 180-300 °C. Das Wasser wird durch Druckminderung ein- oder mehrstufig verdampft (flashing), um dann Turbine und Generator anzutreiben. Je nach Druckentlastungsstufen sprich man von single flash, double flash, triple flash.

In diesen Kraftwerken sind die Thermalwassertemperaturen unter 180 °C. Das Wasser muss (in der Regel) aus der Produktionsbohrung gepumpt werden, weshalb diese Systeme auch gepumpte Systeme (pumped systems) genannt werden. In einem Wärmeübertrager wird ein (meist organisches) Arbeitsfluid vergast, das dann Turbine und Genrator antreibt. Diese Systeme werden wohl zukünftig weit verbreitet sein.

Kühltechniken

In Systemen mit übertägig gechlossenem Kreislauf wird der kondensierte und abgekühlte Dampf reinjiziert. In den Binärsystemen wird das Arbeitsmittel durch Kühlung kondensiert. Das abgekühlte Thermalwasser wird reinjiziert (Dublette).

Hier wird kälteres Grundwasser oder Oberflächenwasser über einen Wärmeübertrager direkt zur Kühlung benutzt. Dies müssen die örtlichen Gegebenheiten und die behördlichen Vorschriften gestatten.

Hier wird der Dampf bzw. das Arbeitsmittel durch einen Fluid/ Luft- Wärmeübertrager gekühlt. Dabei wird der Luftsrom meist durch Ventilatoren erzeugt oder verstärkt, was einen zusätzlichen Stromverbrauch bedeutet. Diese Kühlung ist im Winter effektiver als im Sommer, was unterschiedliche Leistungen des Kraftwerks verursacht.

In Ergänzung zur Luftkülung kann die verwendete Luft durch Verdampfen von Wasser unter die Außentemperatur abgekühlt werden. Hier spielt die große spezifische latente Wärme des Wassers eine Rolle. Verdunstungskühlung verursacht neben einem Energieverbrauch auch einen Wasserverbrauch.

Liste der weltweit operativen Geothermiekraftwerke

 
Owner
 

Facility

Type


Capacity
(MW)

Commercial
Online
Date

Geothermal
Area

Geothermal
Region
Ahuachapan Geothermal Power Plant LaGeo SA de CV Single Flash; Double Flash   1975 Ahuachapan Geothermal Area Central American Volcanic Arc Chain
Ahuachapan No. 2 LaGeo Single Flash   1976 Ahuachapan Geothermal Area Central American Volcanic Arc Chain
Ahuachapan No. 3 LaGeo Double Flash   1981 Ahuachapan Geothermal Area Central American Volcanic Arc Chain
Aidlin Geothermal Facility Calpine Geothermal Steam Power Plant 20 MW 1989 Geysers Geothermal Area Holocene Magmatic
Altheim Geothermal Power Plant   Binary Cycle Power Plant, ORC   1994 Altheim Geothermal Area Upper Austrian Molasse Basin
Aluto-Langano Geotermal Power Plant Ethiopian Electric Power Corporation Binary Cycle Power Plant, ORC 7.3 MW 1999 Aluto-Langano Geothermal Area East African Rift System - Ethiopian Rift Valley
Amatitlan Geothermal Power Plant Empresa de Generacion de Energia Electrica del INDE Back Pressure Steam, Binary 20 MW 2007 Amatitlan Geothermal Area Central American Volcanic Arc Chain
Amedee Geothermal Facility Amedee Geothermal Venture Binary 1.6 MW 1988 Amedee Geothermal Area Walker-Lane Transition Zone
BLM Geothermal Facility Coso Operating Co. Double Flash 90 MW 1989 Coso Geothermal Area Walker-Lane Transition Zone
Bacman 1 GEPP Energy Development Corporation Single Flash 110 MW 1993 Bac-Man Laguna Geothermal Area Philippine Island Arc
Bacman 2 GEPP Energy Development Corporation Single Flash 40 MW 1993 Bac-Man Laguna Geothermal Area Philippine Island Arc
Bacman LowLoad GEPP   Single Flash 0 MW 1998 Leyte Geothermal Area Philippine Island Arc
Bagnore 3 Geothermal Power Station   Single Flash   1998 Mount Amiata Geothermal Area Italy Geothermal Region
Bear Canyon Geothermal Facility Calpine Geothermal Steam Power Plant 20 MW 1988 Geysers Geothermal Area Holocene Magmatic
Bellavista Geothermal Power Station   Geothermal Steam Power Plant   1987 Mount Amiata Geothermal Area Italy Geothermal Region
Beowawe Geothermal Facility Beowawe Power LLC Double Flash 16.6 MW 1985 Beowawe Hot Springs Geothermal Area Central Nevada Seismic Zone Geothermal Region
Berlín Geothermal Power Plant Empresa Transmisora de El Salvador (ETESAL) Single Flash, Binary   1992 Berlín Geothermal Area Central American Volcanic Arc Chain
Big Geysers Geothermal Facility Calpine Geothermal Steam Power Plant 97 MW 1980 Geysers Geothermal Area Holocene Magmatic
Birdsville Geothermal Power Station Ergon Energy Binary Cycle Power Plant, ORC   1992 Birdsville Geothermal Area Australia - Great Artesian Basin
Bjarnaflag Geothermal Power Plant Reykjavík Energy Back Pressure Steam   1969 Bjarnaflag Geothermal Area Mid Atlantic Ridge
Blumau GEPP Orkuveita Reykjavikur Binary Cycle Power Plant 0.2 MW 2001 Bad Blumau Geothermal Area Styrian Basin
Blundell 1 Geothermal Facility PacificCorp Energy Single Flash 36 MW 1984 Roosevelt Hot Springs Geothermal Area Northern Basin and Range Geothermal Region
Blundell 2 Geothermal Facility PacificCorp Binary 12 MW 2007 Roosevelt Hot Springs Geothermal Area Northern Basin and Range Geothermal Region
Bouillante 1 Geothermal Power Plant CFG Services; Électricité de France Développement Environnement Double Flash   1996 Bouillante Geothermal Area Lesser Antilles Volcanic Arc
Bouillante 2 Geothermal Power Plant CFG Services; Électricité de France Développement Environnement Double Flash   2003 Bouillante Geothermal Area Lesser Antilles Volcanic Arc
Brady Hot Springs I Geothermal Facility Ormat Double Flash, Binary 12 MW 1992 Brady Hot Springs Geothermal Area Northwest Basin and Range Geothermal Region
Bruchsal GEPP Municipality Germany Binary Cycle Power Plant 1 MW 2009 Bruchsal Geothermal Area Upper Rhine Valley
CE Turbo Geothermal Facility CalEnergy Generation Single Flash 10 MW 2000 Salton Sea Geothermal Area Gulf of California Rift Zone
Calistoga Geothermal Facility Calpine Geothermal Steam Power Plant 80 MW 1984 Geysers Geothermal Area Holocene Magmatic
Carboli 1 Geothermal Power Station   Geothermal Steam Power Plant   1998 Larderello Geothermal Area Italy Geothermal Region
Carboli 2 Geothermal Power Station   Geothermal Steam Power Plant   1997 Larderello Geothermal Area Italy Geothermal Region
Cerro Prieto Geothermal Power Station Compania Federal de Electricidad Single Flash; Double Flash   1973 Cerro Prieto Geothermal Area Gulf of California Rift Zone Geothermal Region
Chena Hot Springs Geothermal Facility Chena Hot Springs Binary 0.45 MW 2006 Chena Geothermal Area Alaska Geothermal Region
Cibuni Geothermal Power Plant PLN     2014 Pengalengan Geothermal Area West Java
Cobb Creek Geothermal Facility Calpine Geothermal Steam Power Plant 110 MW 1979 Geysers Geothermal Area Holocene Magmatic
Cornia 2 Geothermal Power Station   Geothermal Steam Power Plant   1994 Larderello Geothermal Area Italy Geothermal Region
Cove Fort Geothermal Power Plant Enel Green Power Binary   2013 Roosevelt Hot Springs Road , Milford, UT 84751  
Darajat Geothermal Power Plant PLN   260 MW 1994 Java - Darajat Geothermal Area Sunda Volcanic Arc
Del Ranch (Hoch) Geothermal Facility CalEnergy Generation Double Flash 38 MW 1989 Salton Sea Geothermal Area Gulf of California Rift Zone
Deniz Geothermal Power Plant MAREN Binary Cycle Power Plant, ORC 24 MW 2012 Germencik Geothermal Area Aegean-West Anatolian Extensional Region
Desert Peak II Geothermal Facility Ormat Binary 11 MW 2006 Desert Peak Geothermal Area Northwest Basin and Range Geothermal Region
Dieng Geothermal Power Plant Geodipa Single Flash 60 MW 1998 Java - Dieng Geothermal Area Sunda Volcanic Arc
Dixie Valley Geothermal Facility Terra-Gen Operating Co. Double Flash 67.2 MW 1988 Dixie Valley Geothermal Area Central Nevada Seismic Zone Geothermal Region
Don A. Cambell Geothermal Power Plant Ormat Binary   2013 Wild Rose Geothermal Area Walker-Lane Transition Zone Geothermal Region
Dora-1 Geothermal Energy Power Plant Menderes Geothermal Binary Cycle Power Plant, ORC 7.9 MW 2006 Salavatli Geothermal Area Aegean-West Anatolian Extensional Region
Dora-2 Geothermal Power Plant Menderes Geothermal Binary Cycle Power Plant, ORC 9.5 MW 2010 Salavatli Geothermal Area Aegean-West Anatolian Extensional Region
Dora-3 Geothermal Power Plant Menderes Geothermal Binary Cycle Power Plant, ORC 17 MW 2013 Salavatli Geothermal Area Aegean-West Anatolian Extensional Region
ENEL Salt Wells Geothermal Facility Enel North America Binary 23.6 MW 2009 Salt Wells Geothermal Area Northwest Basin and Range Geothermal Region
Eagle Rock Geothermal Facility Calpine Geothermal Steam Power Plant 110 MW 1975 Geysers Geothermal Area Holocene Magmatic
Eburru Geothermal Power Plant KenGen Single Flash 2.4 MW 2011 Eburru Geothermal Area East African Rift System - Kenya Rift
… further results

Literatur

Kölbel, T., Schlagermann, P., Münch, W., Rettenmaier, D., Zorn, R.: Das Geothermiekraftwerk Bruchsal: Erste Messergebnisse. In: bbr Nummer Sonderheft (2010), S. 2-7

Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/ oder Konferenzdatenbank

Weblinks

http://en.openei.org/wiki/Power_Plant

http://en.openei.org/wiki/Geothermal/Power_Plant#tab=List_of_Plants