Lehrstuhl für Technische Thermodynamik und Transportprozesse, Zentrum für Energietechnik, Universität Bayreuth, Deutschland
Theoretische Studien zeigen, dass eine Erweiterung von tiefen geothermischen Projekten von der
reinen Stromerzeugung hin zur gekoppelten Wärmebereitstellung energetisch und wirtschaftlich
sinnvoll ist [1]. Die Sinnhaftigkeit dieser Forschungsergebnisse wird durch die praktische Umsetzung solcher erweiterten Systeme zur Strom- und Wärmebereitstellung gestützt [2]. Neben den thermodynamischen, technischen und wirtschaftlichen Aspekten, spielen in der Diskussion um die Akzeptanz geothermischer Projekte, auch immer wieder die ökologischen Auswirkungen solcher Kraftwerkssysteme eine bedeutsame Rolle.
Bei der vorliegenden Untersuchung handelt es sich um eine Lebenszyklusanalyse (LCA) nach ISO 14040 und 14044. Die Grundlage der LCA bildet ein existierendes Kraftwerk im Süddeutschen Molassebecken mit dem Fokus auf der Stromerzeugung. Mithilfe der LCA werden die Auswirkungen einer zusätzlichen Wärmeauskopplung auf die Ökobilanz analysiert. Hierzu wird die Wärmebelegungsdichte des angenommenen Fernwärmenetzes von 1,5 MWh/(m*a) bis 4 MWh/(m*a) variiert. In die notwendige Energiebilanz gehen die Wärmeverluste des Fernwärmenetzes ein. Zudem wird die zeitlich fluktuierende Wärmeabnahme und das entsprechend dynamische Teillastverhalten des ORC-Kraftwerks berücksichtigt. Im Hinblick auf die Sachbilanz seitens des Fernwärmenetzes fließen die Produktion und die Verlegung der Rohre als auch der zusätzliche Wärmeübertrager im Kraftwerk in die Betrachtung ein. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgt letztlich durch eine exergiebasierte Aufteilung der Umweltauswirkungen auf die Stromerzeugung und Wärmebereitstellung.
Die durchgeführte LCA zeigt, dass die Erweiterung um eine Wärmeauskopplung und das damit
verbundene Fernwärmenetz kaum Auswirkungen auf die spezifischen CO2-Emissionen der
Stromerzeugung haben. Der erhöhte Sachaufwand für das gesamte Energiesystem führt lediglich zu einem geringen Anstieg. Die spezifischen CO2-Emissionen in Verbindung mit der Wärmebereitstellung sinken erwartungsgemäß mit steigender Wärmebelegungsdichte. Wobei dieser Effekt im Bereich von 1,5 MWh/(m*a) bis 3 MWh/(m*a) deutlich stärker ausfällt. Ein Vergleich mit alternativen, erneuerbaren Technologien zur Strom- und Wärmebereitstellung unterstreicht zudem die Nachhaltigkeit des untersuchten geothermischen Energiesystems [3].
