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Landau - Geothermieanlage

Förderbohrung und Reinjektionsbohrung des GKW Landau. Blau in der Mitte die Förderbohrung mit dem Antrieb der Gestängepumpe, rechts rot die Reinjektionsbohrung, hinten Mitte das Pumpenhaus für die Reinjektion, links ein Teil der Trockenkühlung.Quelle: Claus Ableiter

Das Geothermiekraftwerk Landau ist ein Erdwärmekraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 3 MW im pfälzischen Landau. Das von der Firma geo x auf dem Gelände einer ehemals französischen Kaserne errichtete Kraftwerk ging am 21. November 2007 in Betrieb. Geo X war bis August 2013 eine je 50-prozentige Tochter der Pfalzwerke und der EnergieSüdwest, ist mittlerweile allerdings zu 90% in Besitz der Geysir Europe GmbH. Die restlichen zehn Prozent hält weiterhin die EnergieSüdwest AG, jedoch besitzt die Geysir Europe GmbH eine Option auf den Anteil der Energie Südwest, welche sie jederzeit nutzen kann.

Das Kraftwerk kommt auf 7600 Benutzungsstunden im Jahr. Die erzeugte Strommenge reicht für 6000 Haushalte und spart 11.000 Tonnen Kohlendioxid im Jahr. Die geförderte Erdwärme wird zu 10 bis 12 % genutzt. Das Kraftwerk produziert mehr als 3 Megawatt Leistung, aber nach Abzug des Eigenbedarfs, insbesondere für die Förderpumpe und die Verpresspumpe sowie die Ventilatoren der Trockenkühlanlage, bleiben 3 Megawatt übrig. Aufgrund des hohen Druckes in der Tiefe steigt das heiße Wasser im Bohrloch bis zu einer Tiefe von 40 Meter, muss also nur diese Höhe hochgepumpt werden. Hierfür hat man eine Gestängetiefpumpe gewählt, wie sie häufig bei der Erdölförderung genutzt wird. Da ein geeignetes Gewässer für die Wasserkühlung fehlt, wurde eine Trockenkühlanlage mit Luftkühlung ausgewählt.

Wegen der Verwendung von Isopentan zur Dampferzeugung gehört die Stromerzeugung im GKW Landau zum Typ des Organic-Rankine-Cycle-Verfahrens, dem das Verfahren des Kalina-Kreisprozess als Konkurrenz gegenübersteht. Das Organic-Rankine-Cycle-Verfahren wurde ausgewählt, weil es technisch gut erprobt ist. Dies sollte wie die Wahl der geologisch recht gut bekannten Situation das Risiko des Misserfolges vermindern.

Um eine Verunreinigung des Wassers zu vermeiden, wurden beim Bohren außerdem die erdölverdächtigen Pechelbronner Schichten abgedichtet.

Von 2008 bis 2013 wurden rund 88,5 GWh Strom in das Netz eingespeist. 2013 produzierte das Kraftwerk bei einer Verfügbarkeit von 98,4 % etwa 15.300 MWh an elektrischer und 7.000 MWh an Wärmeenergie produziert.

Steckbrief

Name der Anlage

Geothermiekraftwerk Landau

Standort

Landau in der Pfalz 

Eigentümer/ Betreiber

Geysir Europe GmbH

Nutzungsart

Geothermische Dublette 

Jahr der Inbetriebnahme

2007

Leistung thermisch [MWth]

6

Leistung elektrisch [MWel]

3,8 

Bohrungen [m]

3,300 bzw. 3,340

Thermalwassertemperaturen [⁰C]

155

Förderraten [kg/s]

70

Sonstiges

Wiederinbetriebnahme 2017

Beschreibung der Anlage

Das Kraftwerk gewinnt seine Nutzwärme aus 159 °C heißem Tiefenwasser aus einer Muschelkalkschicht in zirka 3000 m Tiefe und aus dem darunter liegenden Granit. Gewonnen werden 70 Liter je Sekunde, die über Wärmetauscher Isopentan verdampfen. Der Dampf treibt eine Turbine der US-Firma Ormat Technologies an, die wiederum einen elektrischen Generator antreibt. Der Dampf wird über einen großen Luftkühler wieder abgekühlt und verflüssigt und geht so erneut in den Verdampfer. Im Winter soll die Restwärme (5 MW) künftig (2009/10) für Fernwärmezwecke genutzt werden. Das abgekühlte Wasser wird wieder in den Untergrund gepresst. Während Förderbohrung und Reinjektionsbohrung oberirdisch wenige Meter entfernt sind, liegen durch Schrägbohrung der Förderpunkt im Westen und der Wiedereinspeisepunkt in Osten 1462 m voneinander entfernt.

Die Investitionskosten betrugen rund 21 Millionen Euro, den größten Teil davon für die beiden Bohrungen.

Das Geothermiekraftwerk Landau ging als erstes Geothermiekraftwerk im Geothermiehoffnungsgebiet Oberrheingraben in Betrieb. Das französische Geothermiekraftwerk in Soultz-sous-Forêts, wo das Hot-Dry-Rock-Verfahren erprobt wird, bei dem nicht wasserreiche Schichten wie in Landau ausgebeutet werden, sondern zunächst Klüfte und Risse in heißen Granit erzeugt werden, durch die man dann Wasser leitet, startete zwar schon 1997, ging aber erst Sommer 2008 in Betrieb.

Nach den seismischen Aktivitäten 2009, den Bodenhebungen 2013 bis 2014 und dem daraus entstandenen Unmut der Landauer Bevölkerung wurde das Kraftwerk kuruzeitig stillgelegt. Nach der Wiederinbetriebnahme kam es nicht erneut zu seismischen Ereignissen, die als unzumutbar anzusehen wären.

Geschichte und Infrastruktur der Anlage

Die Phase der Projektentwicklung, also der Prüfung der theoretischen Machbarkeit, der technischen Projektierung, der Finanzierung und der Einholung der bergrechtlichen und der baurechtlichen Genehmigungen für das Kraftwerk, dauerte bis 2003 und 2004, der eigentliche Projektstart war 2004. Wegen zahlreicher Erdölbohrungen in der Umgebung von Landau waren die Schichtenfolge und die Tiefentemperaturen des Gebietes recht gut bekannt. Statt aufwendiger Seismik mit Rüttelplatten oder ähnlichem kaufte geo x diese Daten von den Erdölförderern.

Förderbohrung

Die erste Bohrung zur Gewinnung des Prozesswassers und die Prüfung der Ergiebigkeit, also der Produktivität, erfolgte 2005. Die eigentliche Bohrung erfolgte ab 5. August 2005 an 63 Tagen bis 7. Oktober 2005. Die Bohrung wurde ab einer bestimmten Tiefe nach Westen abgeschrägt, mit einer Auslenkung bis 29 Grad. So benötigte man für die Tiefe vom 3000 Meter 3300 Bohrmeter. Der Bohrfortschritt betrug etwa zwischen 70 und 110 Meter je Tag.

Reinjektionsbohrung

Die zweite Bohrung für das Verpressen des abgekühlten Wasser und der Test der Aufnahmefähigkeit der Bohrung, also der Injektivität, erfolgte vom 22. Januar bis zum 15. März 2006. Obwohl man die Verpressbohrung tiefer und nach Osten in der Fließrichtung der Grundwässer gen Rhein anlegte, auf 3170 Meter Tiefe, und dafür 3340 Meter Bohrmeter benötigte, dauerte die Bohrung nur 53 statt 63 Tage. Da die Bohrfirma die Schichtenfolge von der ersten Bohrung kannte, konnte sie gleich die optimalen Bohrmeißel wählen und erreichte so 70 bis 140 Meter je Tag.  

Anlagenerrichtung und Inbetriebnahme

Die Errichtung der Anlagen und Gebäude, also der Geothermiepumpe, des Leitungssystems, des Kraftwerks mit Wärmetauscher, Turbine, Generator & Kühlung, des Pumpenhauses für das Verpressen, dem Transformator und dem Info-Gebäude erfolgte in den Jahren 2006 und 2007.

  • Die Auftragsvergabe für den Kraftwerksbau erfolgte im Juli 2006.
  • Der Zirkulationstest wurde von März bis Mai 2007 durchgeführt.
  • Die Kühlung wurde im Mai 2007 errichtet.
  • Der Turbogenerator wurde im August 2007 aufgebaut.
  • Der Probebetrieb wurde im November 2007 aufgenommen.
  • Die offizielle Inbetriebnahme mit Stromerzeugung erfolgte am 21. November 2007. 

Literatur

Zur Literatur siehe Literaturdatenbank und/ oder Konferenzdatenbank unter dem Stichwort 'Landau'.

Weblink

https://de.wikipedia.org/wiki/Geothermiekraftwerk_Landau 

zuletzt bearbeitet Januar 2020