Mitglied werden Sponsor werden

Produktionsdaten (einer Geothermieanlage)

Von besonderem Interesse sind Angaben zur geothermisch installierten Leistung und zur genutzten Energie (Produktionsdaten). Diese Angaben werden auch international genutzt. Sie werden jährlich im Trend Report des Geothermal Implementing Agreements der International Energieagentur (IEA-GIA) und alle 5 Jahre anlässlich des World Geothermal Congress der International Geothermal Association (IGA) veröffentlicht. Leider werden nicht von allen Betreibern geothermischer Anlagen entsprechende Angaben gemacht, so dass sie in vielen Fällen berechnet werden müssen. Grundlage ist zunächst die installierte geothermische Leistung:

P = ρF ⋅ cF ⋅ Q ⋅ (Ti − To)

mit
P installierte geothermische Leistung [W]
ρF Dichte des Fluids [kg m-3]
cF (isobare) spezifische Wärmekapazität [J kg-1 K-1]
Q Fließrate im Betrieb [m3 s-1]
Ti, To (Input- bzw. Output-) Temperatur [°C].
Mit ρF = 998 kg m-3 und cF = 4181 J kg-1 K-1 ergibt sich als Berechnungsformel:

 P = 4,18 ⋅ 10-3Q ⋅ (Ti - 20) in MWt.

Dabei ist Q (in l s-1) die Fließrate im Betrieb (ersatzweise die zulässige Förderrate nach Wasserrecht oder die maximal erzielbare Förderrate) und Ti die Temperatur am Bohrlochkopf (oder in der Lagerstätte). Steht einer dieser beiden Werte nicht zur Verfügung, ist einen Berechnung der installierten Leistung nicht möglich. Als Output- (Rücklauf-) Temperatur wurden 20 °C angesetzt, das entspricht definitionsgemäß der Mindesttemperatur für Thermalwasser. Erst oberhalb dieser Temperatur findet in einem Thermalbad eine geothermische Nutzung statt, ansonsten müsste entsprechend aufgeheizt werden. Die Anwendung der Formel ist deshalb nur für die Nutzungsart Thermalbad/Balneologie zulässig; man kann sie aber auch für Gewächshäuser, Brauchwasser und sonstige Nutzung anwenden. Bei all diesen Nutzungsarten kann man von einer ganzjährigen Nutzung (8760 h) ausgehen und somit die Jahresproduktion E berechnen:

E = 8,76 ⋅ P in GWh/a

mit P (berechnete) installierte Leistung [MWt].
Für die geothermische Nutzung im Bereich der Fernwärme und Gebäudeheizung ist eine Berechnung der installierten Leistung so nicht möglich, da keine allgemeingültigen Angaben über die Output- (Rücklauf-) Temperaturen gemacht werden können.

In der Regel ist die installierte Leistung dieser Anlagen aber bekannt und die Jahresproduktion wird regelmäßig beim Betreiber abgefragt. Jedoch lässt sich die geothermische Jahresproduktion der Anlage mit der vom Betreiber angegebenen geothermisch installierten Leistung auch abschätzen. Dabei nimmt man an, dass eine solche Fernwärme- oder Heizanlage mit 2190 Volllaststunden pro Jahr betrieben wird; das entspricht einem load factor von 0,25. Es ergibt sich:

E = 2,19 ⋅ P in GWh/a

mit P geothermisch installierte Leistung [MWt].

Zu beachten ist, dass bei geothermischen Heizzentralen in der Regel eine weitere Energiequelle eingebunden ist, um Ausfälle und Spitzenlasten abzudecken. Es muss deshalb zwischen der installierten Leistung (geothermisch) und der installierten Leistung (gesamt) unterschieden werden; beide Werte sind in die Verzeichnisse aufzunehmen.

Literatur

PESTER, S., SCHELLSCHMIDT, R. & SCHULZ, R. (2007): Verzeichnis geothermischer Standorte – Geothermische Anlagen in Deutschland auf einen Blick –. Geothermische Energie 56/57: 4-8.