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Risiko tiefengeothermischer Projekte

Risiken Tiefengeothermischer Projekte, Ergebnisse einer Umfrage. Quelle: Trend research

Jede Technologie hat ihre spezifischen Risiken. Dies gilt auch für die Nutzung geothermischer Energie und hier im Besonderen der so genannten Tiefengeothermie. Umfragen zu diesem Thema hatten das in der Abbildung dargestellte Ergebnis.

Risiken

Politische Risiken

Die Geothermische Nutzung zur Stromerzeugung und Wärmenutzung ist von begünstigenden Rahmenbedingungen abhängig (EEG, MAP, usw.), die langfristige Planungssicherheit gibt. Politik als auch  Gesellschaft stehen generell hinter der Nutzung Erneuerbarer Energien, ein politisches Risiko durch Wegfall der Förderung ist daher in absehbarer Zeit nicht zu sehen. Die Priorisierung unterirdischen Raums für die Endlagerung radioaktiver Abfälle (StandOG) ist ebenfalls ein politisches Risiko der Geothermie.

Risiken konkurrierender Nutzung

Konkurrierende Nutzung zur Tiefengeothermie können Projekte der Kohlenwasserstoffförderung oder -speicherung darstellen. Vor allem der starke Ausbau von Untertage-Gasspeichern steht in einigen Regionen Deutschlands (Molasse, Norddeutsches Becken, Oberrheingraben) in direkter Konkurrenz zu tiefengeothermischen Projekten. Aktuell in der Diskussion ist auch die Nutzungskonkurrenz durch die Absicht großer Kohlekraftwerksbetreiber und der Industrie, verflüssigtes CO2 in den Untergrund zu verpressen (CCS-Technologie). Regional kommt die Aufsuchung oder Förderung von Schiefergas oder Flözgas dazu.

Rechtliche Risiken. Planungsrisiken

Änderungen im Bergrecht, Wasserrecht oder Umweltrecht können die Entwicklung geothermischer Projekte beeinträchtigen und stellen somit ein Risiko dar. Die gilt insbesondere für Gesetzesänderungen zur Anwendung hydraulischer Stimulation (2017).

Es kann an Standorten die öffentlich/rechtliche Planung unzureichend sein, so dass Planungshindernisse entstehen, öffentlich/rechtliche Verträge können nicht ausreichend gesichert sein. Es kann sein, dass Grunddienstbarkeiten wie Leitungen für Wärme, Strom, Gas oder Wasser im Wege sind, woraus überharte Betriebsplanauflagen resultieren können

Akzeptanzrisiken, Bürgerinitiativen

Das Akzeptanzrisiko, getragen durch Bürgerinitiativen, stellt zurzeit ein wesentliches Risiko bei der Planung und dem Ausbau von Geothermie Projekten dar. Es ist damit zu rechnen, dass sich diese Widerstände in der Bevölkerung auch schon bei der Planung und Durchführung von Erstbohrungen bemerkbar machen. Kurzfristig kann hier durch gute Öffentlichkeitsarbeit und transparente Kommunikation, gegebenenfalls auch durch Bürgerbeteiligung gegengesteuert werden. Langfristig können nur Projekte überzeugen, die langjährig im Einklang mit Forderungen und Wünschen der Bürger stehen. Eine besondere Rolle spielt hier die weit verbreitete Angst vor induzierter Seismizität, insbesondere beim Reservoiranschluss (Frackarbeiten), aber auch beim Betrieb der Anlage.

Technische Risiken, Bohrrisiko

Mit dem Niederbringen von Tiefbohrungen sind ebenfalls Risiken verbunden, die sich vor allem durch Bohrzeitverlängerung, Spülungsverluste, oder im Bohrloch verlorene Werkzeuge äußern können. Technische Risiken können im schlimmsten Falle mit der Aufgabe des Bohrlochs und dem Verlust des bis dahin eingesetzten Kapitals enden. Bohrtechnische Risiken lassen sich zum Teil versichern.

Bohrrisiken

können im Einzelnen sein:

  • Technisches Bohrrisiko
  • Funktionsmängel der Ausrüstung
  • Eintreten geologischer Probleme
  • Nicht angepasste Verrohrung
  • Spülung und Stimulationen
  • Geologisches Bohrrisiko
  • Unerwartete geologische Formationen, Stabilitätsprobleme
  • Zutritte, Verlusthorizonte
  • Chemische Veränderungen
  • Risiken der Bohrlochstabilität

Fündigkeitsrisiko

Das Hauptrisiko in der tiefen Geothermie ist das so genannte Fündigkeitsrisiko. Es bezeichnet das Risiko, bei der Erschließung eines geothermischen Reservoirs eine unzureichende Thermalwasserförderrate zu erzielen und/oder eine zu geringe Lagerstättentemperatur anzutreffen. Diese beiden Größen sind besonders wichtig, da von ihnen die Leistung des Geothermiekraftwerks wesentlich abhängt. Die Fündigkeit wird meist zu Beginn eines Projektes definiert, d.h. der Projektentwickler und der Investor legen fest, ab welcher Mindestförderrate und welcher Temperatur das Projekt wirtschaftlich (entsprechend der Renditeerwartung des Investors) und damit erfolgreich ist. Eine Bohrung gilt dabei als fündig, wenn diese Kriterien erreicht oder überschritten werden. Im Einzelnen können dem Fündigkeitsrisiko zugeordnet werden:

  • Reduzierte thermische Ergiebigkeit
  • Geringe Injektivität
  • Veränderte/ verschlechterte chemische Zusammensetzung
  • Unerwünschte Sekundärfündigkeit (Kohlenwasserstoffe, Radioaktivität)

Eine so genannte Teilfündigkeit liegt vor, wenn die Kriterien zur Fündigkeit nicht erreicht sind, jedoch eine Nachnutzung mit einem anderen Konzept technisch möglich und z. B. mit der Auszahlung eines Teils der Versicherungssumme auch wirtschaftlich ist.

Das Fündigkeitsrisiko ist zum Teil versicherbar. Versichert werden nicht Regionen, in denen noch keine Erfahrungen vorliegen. Für neuere Technologien, die Aspekte mit Forschungs- und Entwicklungscharakter beinhalten (Petrothermale Systeme, EGS und HDR) lässt sich eine Fündigkeit zurzeit (2015) noch nicht versichern.

Umweltrisiken

Entsprechend der oberflächennahen Geothermie besteht auch bei Bohrungen zur Tiefengeothermie die Möglichkeit einer Gefährdung der Schutzgüter Boden und Grundwasser. Bei großen Projekten mit tief reichenden Eingriffen in den Untergrund werden entsprechende Vorkehrungen getroffen und Sicherheitseinrichtungen bereitgehalten, um Gefährdungen möglichst auszuschließen. Die Durchführung einer Tiefbohrung unterliegt dem bergrechtlichen Betriebsplanverfahren, das auch die Interessen der Anwohner und Nachbarn wahrt.

Dauerhaftigkeitsrisiken (Nachhaltigkeit)

Nachhaltigkeitsrisiken bestehen bei der Abteufung von Bohrungen noch nicht.
Während des späteren Betriebes können Prozesse zu Einwirkungen auf das Projekt führen, die den Wärmeertrag so mindern, dass unplanmäßige Wartungsarbeiten erforderlich werden. Dies sind z. B. die Auflösung von Kristallbildungen durch Säuerung (scale Beseitigung), oder die Instandhaltung der hochkapazitiven Tauchkreiselpumpen. Da dann meistens teure Bohrausrüstungen angemietet und Fachleute bezahlt werden müssen, kann das zur Unwirtschaftlichkeit des Gesamtvorhabens führen.

Wirtschaftliche Risiken

Die wirtschaftlichen Risiken resultieren in erster Linie aus dem Fündigkeitsrisiko. Erst nach erfolgreicher Durchführung und dem Test der Erstbohrung ist das Fündigkeitsrisiko stark reduziert. Jedoch muss auch die Injektionsbohrung ausreichende Wassermengen aufnehmen, um einen wirksamen Kreislauf zu ermöglichen. Die Erschließungskosten (Bohrungen, Komplettierungen, Stimulationsmaßnahmen und Tests) stellen zwischen 50 und 70% der Gesamtkosten eines Geothermieprojekts dar. Um dieses Risiko so gering wie möglich zu halten, bedarf es einer sorgfältigen Projektentwicklung mit klar definierten Projektentwicklungsphasen, Meilensteinplanung und Abbruchkriterien. Bei allen mit der Erschließung zusammenhängenden Arbeiten ist sind  professionelle Vorbereitung und Durchführung sowie zuverlässige Partner unabdingbar.

Risikovermeidung

Generell gilt für die Risikovermeidung, dass Unbeherrschbares vermieden und Unvermeidbares beherrscht werden muss. Eine besondere Rolle spielt hier das Einhalten von Regeln und Standards. Abweichungen führen zu Fehlern, die dann auch komplex oder kumulativ sein können.

Planung

Schon in der Planungsphase sind die Prozesse der Risikovermeidung festzulegen:

  • Beobachtung der Prozesse und der Abläufe
  • Erkennen der Probleme
  • Festellen der Ursachen
  • Festlegung der Lösungen
  • Umsetzung der Lösungen und Festsetzen neuer Routineabläufe oder Standards.

Prüfung

Es ist zu klären, ob neu festgesetzte Routinen zum Erfolg geführt haben. Es ist sicherzustellen, dass die Probleme dauerhaft gelöst sind.

Seismisches Monitoring

Die Überwachung induzierter seismischer Ereignisse an geotechnischen Anlagen zur Gewinnung von Rohstoffen (z.B. tiefe geothermische Energie, Kohlenwasserstoffe usw.) oder zur Tiefenlagerung (z .B. CO2-Verpressung, Gasspeicher, Abfalllagerung usw.) sollten die in der Richtlinie GTV 1101 vorgegebenen Spezifikationen eingehalten werden.

Literatur

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McNeil, A.J., Frey, R. and Embrechts, P. : Quantitative risk management: concepts, techniques and tools. In: Princeton University Press (2005), S. 2-3

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Rolfe Bracke: Phases of a Geothermal Project - Technical Risks and Risk Mitigation. In: In: Geothermal Exploration Best Practices Launch Event; 2013/03/27; Istanbul, Turkey. Istanbul, Turkey: International Geothermal Center; p. 94 (2013)

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Zosimo F. Sarmiento, Benedikt Steingrimsson: Computer Programme for Resource Assessment and Risk Evaluation Using Monte Carlo Simulation. In: In: Short Course on Geothermal Project Management and Development in Central America; 2008/11/20; Entebbe, Uganda. Entebbe, Uganda: United Nations University Geothermal Training Programme; p. 11 (2008)

Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.