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Über die Hälfte der energiebedingten CO₂-Emissionen werden in Deutschland im Wärmesektor emittiert. Um die nationalen und europäischen Klimaschutzziele erreichen zu können, ist die Dekarbonisierung des Wärmesektor unerlässlich. Doch die Transformation steht noch ganz am Anfang: Energieversorger und Stadtwerke entwickeln nun die Strategien, die sie in den nächsten 20 Jahren umsetzen müssen. Zentrale Säule in vielen Wärmetransformationsplänen nimmt dabei die Tiefengeothermie ein, die grundlastfähig klimaneutrale Wärmeenergie langfristig bereitstellen kann.

Die Transformation des Wärmesektors und der damit verbundene Ausbau der Tiefengeothermie in Deutschland wird einen hohen Investitionsbedarf auf Seiten der Versorger, Stadtwerke und Projektentwickler in den nächsten Jahren erfordern. Entsprechend ist eine optimale Finanzierungsstruktur für diese Infrastrukturprojekte unerlässlich, um die Transformation erfolgreich zu gestalten.

Insbesondere die Finanzierung von Tiefengeothermieprojekten kann auf Grund des technologiespezifischen Risiko-Rendite-Profils viele Projektentwickler vor Herausforderungen stellen. Hinzu kommt eine zusätzliche Belastung durch Finanzierungskosten in Phasen hoher Fremdkapitalzinsen. Abgedämpft werden kann diese Mehrbelastung durch die Einbeziehung bestehender Fördermittel der öffentlichen Hand (bspw. durch das BEW, der EEW, dem Energieforschungsprogramm sowie diversen Förderprodukten von öffentlichen Förderbanken).

Neben den am Markt verfügbaren Fördermitteln erhalten Tiefengeothermieprojekte auch indirekt Unterstützung seitens der EU: Der Sustainable-Finance-Action-Plan mit seinen zehn Maßnahmenpaketen (EU-Taxonomie, etc.) umfasst einheitliche Definitionen und Standards zu nachhaltigen Geldanlagen in Deutschland und steigert damit das Interesse der Finanzwirtschaft an der Finanzierung der Transformation, bei der die sogenannten ”ESG-Kriterien” umfassend eingehalten werden.

Letztlich muss die Finanzierung von Tiefengeothermieprojekten individuell betrachtet und sämtliche Faktoren, wie Finanzierungsstruktur, verfügbare Fördermittel oder weitere Finanzierungsquellen in der Auslegung des Business Case berücksichtigt werden.

Die Auswahl eines Standorts für Tiefengeothermieanlagen ist komplex. Der Standort sollte nicht nur geologisch geeignet und über ein Versorgungsnetz erschlossen sein. Berücksichtigt werden muss auch, ob der vorgesehene Standort in einem Wasser- oder Naturschutzgebieten liegt. Denn eigentlich sind Bohrungen in solchen Schutzgebieten verboten. Das Gesetz sieht dabei aber auch Ausnahmen vor. Um Tiefengeothermieanlagen zu wirtschaftlich günstigen Konditionen zu realisieren und damit deutschlandweit für insgesamt erschwingliche Strom- und Wärmepreise zu sorgen, sind diese Ausnahmen zentral.

Mit dem Ende letzten Jahres in Kraft getretene Wärmeplanungsgesetz (WPG) hat der Gesetzgeber klargestellt: Geothermieanlagen liegen im überragenden öffentlichen Interesse. Damit sollen auch Ausnahmen in Wasser- und Naturschutzgebieten erleichtert werden. Welche Erleichterung die Neuregelung aber tatsächlich schafft, soll im Beitrag unter Bezug auf aktuellste Urteile näher betrachtet werden.

Schnell wird dabei deutlich, dass die neue Regelung im Wärmeplanungsgesetz noch nicht alle Hindernisse ausräumt. Schließlich fordert das Recht darüber hinaus, dass der Standort im Wasser- oder Naturschutzgebiet auch erforderlich, d.h. alternativlos ist. Der Beitrag zeigt auf, wie diese Anforderungen bereits bei der Standortauswahl berücksichtigt werden können und unterbreitet Empfehlungen für ein entsprechendes Vorgehen.

Die Vortragenden verfügen über Erfahrungen bei der Umsetzung von Projekten im Zusammenhang mit der Wärmewende und der Realisierung der dafür erforderlichen Infrastrukturen. Der Vortrag basiert auf den gewonnen Erfahrungen bei der Beratung von Tiefengeothermievorhaben.

In drei verschiedenen Studien wurden die Nachnutzungsmöglichkeiten bereits bestehender Tiefbohr-Infrastruktur zu qualitativ hochwertigen Wärmequellen mittels tiefer Erdwämesonden (TEWS) untersucht. Dadurch verlängert sich die Wertschöpfungskette von Explorations- und Produktionsbohrungen, wodurch erneuerbare Wärmeenergie effizient produziert werden kann, da sowohl der CO₂-Fußabdruck einer neuen Tiefbohrung als auch die damit verbundenen Kosten minimiert werden.

In diesem Beitrag stellen wir die Ergebnisse dieser Studien vor. Zum einen die Umnutzung alter, zur Verfüllung stehender Gasbohrungen als Wärmequelle für kommunale Wärmeversorgungskonzepte in umliegenden Regionen in Niedersachsen. Hier liegt die Möglichkeit der Umkomplettierung alter Kohlenwasserstoffbohrungen zu TEWS im Fokus. Mithilfe von Simulationen wird die zu erwartende Leistung umkomplettierter TEWS simuliert, die nach 30 Jahren konstanten Wärmeentzugs im Bereich von 200 kW bis 400 kW und mit innovativem Ausbau bis zu 600 kW liegt. Dazugehörige Wärmegestehungskosten für Verbraucher werden mit Wärmenetzsimulationen quantifiziert und sind vergleichbar mit anderen regenerativen Energieträgern, wie Biomasse, aber auch kompetitiv mit Gaspreisen (Jahr 2022).

Auch in der Einsparung von CO₂ in Industrieprozessen können TEWS eine Rolle spielen, beispielsweise als Wärmespeicher. In einer zweiten Studie zeigen Untersuchungen von saisonalen Speichermöglichkeiten in Salzdiapiren und solegefüllten Salzkavernen großes Potenzial. Infrastruktur aus Zeiten erhöhtem Gasspeicherbedarfs könnte dadurch effizient nachgenutzt werden.

Die Umsetzung der simulierten Ausbaukonzepte konnte in einem Forschungsprojekt in Eden (UK, Cornwall) kalibriert und getestet werden. Der Einbau eines vakuumisolierten Steigrohres ist eine zwar kostenintensive, jedoch solide und höchst effiziente Komplettierung.

Diese Projekte beleuchten das große Potenzial der geothermischen Nachnutzung umkomplettierter Altbohrungen als qualitativ hochwertige Wärmequelle für die kommunale Wärmeversorgung und können ein wichtiger Baustein der Wärmewende sein.

Die Kombination aus geothermischem Potenzial im Untergrund und den Abnehmerstrukturen an der Oberfläche ist eine große Herausforderung für mitteltiefe Geothermieprojekte. Insbesondere im Norddeutschen Becken muss der notwendige Bohrungsabstand von 1.000 bis 1.500 Metern oft bereits in Tiefen unter 1.500 Metern erreicht werden, was präzise Planung und geologische Untersuchungen erfordert. Eine Verbindung zwischen zwei Bohrplätzen über oberirdische Trassen ist wegen der Anforderungen an den Grundwasserschutz besonders herausfordernd.

Bei der Auswahl von Bohrplätzen sind verschiedene Aspekte entscheidend. Der Bohrplatz sollte möglichst nah an einem Einspeisepunkt ins Fernwärmesystem liegen, um Transportverluste zu minimieren. Das Grundstück sollte idealerweise im Eigentum des Abnehmers sein, um das Projektbudget im Rahmen zu halten. Zudem muss die umgebende Infrastruktur, insbesondere die Nähe zu Wohngebieten, berücksichtigt werden, was ein Schallschutzkonzept erfordert. Auch die langfristige Nachnutzung des Bohrplatzes ist relevant.

Erfahrungen aus verschiedenen Projekten mit Stadtwerken, Energieversorgungsunternehmen und privaten Investoren zeigen, dass die frühzeitige Einbindung aller relevanten Stakeholder, flexible Planungsansätze und eine solide finanzielle Planung entscheidend für den Erfolg sind. Diese Lessons Learned können helfen, zukünftige Geothermieprojekte im Norddeutschen Becken erfolgreicher zu gestalten.

Dieses Paper untersucht den Nachweisprozess von Geothermieanlagen zum Anschluss an öffentliche Stromnetze gemäß den Richtlinien des Verbands der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (VDE). Der Fokus liegt auf dem Einzelnachweisprozess. Beschrieben wird der Prozess insbesondere anhand der Schritte Anmeldung, Planung, Dokumentation und Konformitätserklärung. Im Prozess sind eine Reihe von Akteuren wie z.B. Netzbetreiber, Anlagenbetreiber, Generatorhersteller und Planer involviert. Durch eine detaillierte Analyse werden die Herausforderungen, die in der praktischen Umsetzung dieses Prozesses auftreten können, aufgezeigt. Dabei werden Aspekte wie regulatorische Anforderungen, technische Komplexität, Ressourcenmanagement und Kommunikation zwischen den beteiligten Parteien berücksichtigt. Die Erkenntnisse dieses Papers bieten wichtige Einblicke für Fachleute und Organisationen, die mit der Zertifizierung und Überprüfung von Geothermieanlagen betraut sind, und tragen dazu bei, effizientere und zuverlässigere Verfahren für den Nachweisprozess zu entwickeln.