Im Koalitionsvertrag der Ampelkoalition sind Maßnahmen zur stärkeren Nutzung der Geothermie u.a. durch Verbesserung der Datenlagen und Prüfung einer Fündigkeitsrisikoversicherung, die Erhöhung des Anteils Erneuerbarer Energien bei der Wärme unter anderem durch eine flächendeckende kommunale Wärmeplanung und den Ausbau der Wärmenetze sowie eine Modernisierung des Bergrechts vorgesehen.

Die Bundesregierung hat angekündigt, wesentliche Maßnahmen in einem Sommerpaket im Kabinett zu beschließen, damit sie noch 2022 vom Gesetzgeber beschlossen werden und in Kraft treten können.

Mit dem Vortrag sollen der aktuelle Stand und die laufenden Diskussionen vorgestellt werden.

Die Umsetzung der Energiewende in Baden-Württemberg wird nur mit den Bürgerinnen und Bürgern vor Ort gelingen, wenn sie diese Ziele mittragen und eine breite Mehrheit durch aktive Mitarbeit dies unterstützt. Die Nutzung „erneuerbarer Energien“ hat in Baden-Württemberg eine lange Tradition und ist Teil der Innovationskraft des Bundeslandes.

In Bezug zur Tiefen Geothermie werden oft Informationen gewünscht und ein berechtigtes Interesse zu den Auswirkungen im lokalen Umfeld geäußert. Dazu wurden die Fragen rund um die Tiefe Geothermie auf kommunalen Veranstaltungen und Presseterminen, von Bürgerinitiativen, Versorgern, Parteien, Verbänden und Trägern öffentlicher Belange gesammelt und fachlich fokussiert. Im Rahmen einer Förderung durch das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg hat das Landesforschungszentrum Geothermie den vorliegenden Fragen- und Antworten-Katalog (FAQ) in Zusammenarbeit mit einem bundesweiten Arbeitskreis erstellt. Der Arbeitskreis setzte sich aus Expertinnen und Experten aus der Industrie und Wirtschaft, aus Verwaltung und Genehmigungsbehörden, von Naturschutzverbänden, Versicherungen sowie wissenschaftlicher Einrichtungen zusammen. Ziel des Arbeitskreises war es, die anstehenden Fragen nach dem neuesten Stand von Wissenschaft und Technik zu beantworten.

Es besteht inzwischen politischer Konsens darüber, dass ein rascher und großflächiger Ausbau der Geothermie für das Erreichen von Klimaneutralität und Versorgungssicherheit unverzichtbar ist.

Die intelligente Nutzung des tiefen Untergrundes zur Energiegewinnung ist das gemeinsame Ziel von Öl- & Gasindustrie und Geothermie. Die Öl- und Gasindustrie hat in der DACH-Region jahrzehntelang einzigartiges technisches Know-how aufgebaut, und während die Geothermie auf dem Vormarsch ist, sind die Aktivitäten im Öl- und Gassektor rückläufig.

Vor diesem Hintergrund bemühen sich die Akteure im Öl- und Gasgeschäft und die der Geothermie verstärkt um einen fachlichen Austausch.

Dazu gehören die Weitergabe von Wissen und Erfahrung, gemeinsame Ansätze zur Behebung des Fachkräftemangels, der Austausch bewährter Verfahren, der Zugang zu Daten, Konzepte für die Sekundärnutzung und gemeinsamen Forschungsbedarf.

Als wissenschaftliche Gesellschaft, die sich dem fachlichen Austausch und der Gemeinschaftsforschung verschrieben hat, treibt die DGMK Forschungsprojekte voran, die beiden Branchen dienen. Seit 2020 hat die DGMK ihre Aktivitäten verstärkt, um wichtige Akteure der Geothermiebranche in der DACH-Region mit etablierten E&P-Unternehmen zusammenzubringen, um den Austausch zu fördern und das ehrgeizige Ziel zu unterstützen, die Wärmeversorgung in Deutschland bis 2030 zu revolutionieren.

The Upper Rhine Graben (URG) is a key region for geothermal energy extraction. Due to its hydrocarbon exploration history a vast amount of data is available providing an excellent data basis for geothermal target definition. Focus is set on the Pechelbronn Group in the northern part of the Upper Rhine Graben. This oil bearing reservoir has been and still is the reservoir and source rock for many well-known oil fields in the URG due to its excellent reservoir quality. We investigate its potential as hydrothermal reservoir in areas where oil production ceased or where the formation is water-bearing. For this purpose, a 3D model was constructed. It is parametrized porosity, grain and bulk density, permeability, thermal conductivity and specific heat capacity from lab measurements on core samples. Depending on data type and spatial coverage, several regions have been distinguished and parameterized more accurately. In regions with a high number measurements, geostatistical modelling is applied. Reservoir temperatures range, depending on the structural situation, between 55 and 130°C at the top of the formation. We assessed the hydrothermal potential in two consecutive steps: 1) the heat in place method for the whole formation and 2) a doublet based potential assessment in a key region. Flow rates of a virtual hydrothermal well doublet were calculated for the hydrothermal potential. We demonstrate, that flow rates of up to 80 m³/h and a geothermal heating power of more than 5.5 MWth per doublet are possible for an economic hydrothermal heat production from the Pechelbronn Group.

Viele Metalle und insbesondere Lithium ist ein begehrter Rohstoff, der für viele Einsatzbereiche notwendig ist und für die Herstellung von Li-Ionen-Batterien oder den Bereich der Elektromobilität ein strategisches Metall darstellt. Allerdings: bisher wird Lithium fast ausschließlich aus dem Ausland importiert und nur ein bis zwei Prozent der weltweiten Lithiumproduktion stammen aus europäischen (Minen-) Vorkommen.

Im Rahmen des europäischen Projektes EuGeLi (European Geothermal Lithium brines) wurde eine alternative Möglichkeit untersucht, Lithium aus geothermalen Tiefenwässern zu extrahieren, um damit einen weiteren Anteil an Import-unabhängigem Lithium für den europäischen Markt bereit zu stellen.

Um zu untersuchen, wie hoch die Verfügbarkeit des geothermischen theoretischen Li‑Potentials in Europa ist, wurden zuerst alle verfügbaren Informationen und Daten von Li-reichen Tiefenfluiden im europäischen Maßstab durchgeführt und geographisch wie geologisch charakterisiert (Sanjuan et. al 2022). Die Ergebnisse sollen hier vor Allem für die Geothermienutzung in der D-A-CH Region vorgestellt werden und durch die Synthese von geochemischen und hydrologischen Daten im Zusammenhang mit Li-reichen geothermischen Solen vor allem aus dem Oberrheingraben die Prozesse untersucht werden, die mit der Li-Anreicherung in geothermischen Solen zusammenhängen könnten.

Inwieweit die Lithium Extraktion die Verwertung der geothermischen Ressourcen maximieren kann, indem es die Lithiumgewinnung mit der Strom- oder Wärmeproduktion kombiniert, wird in einer wirtschaftlichen Sensitivitätsbewertung untersucht, indem die verschiedenen Schlüsselparameter evaluiert und dann einer bestimmten Variation unterzogen werden.

Letztendlich soll diese kombinierte Nutzung an einer bereits bestehenden Pilotanlage zeigen, inwieweit die Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesellschaft im Vergleich zum konventionellen Bergbau, oder zur konventionellen Sole Lithium Herstellung vermieden werden können.

Deep geothermal sources can be used to provide electricity and/or heat. However, integrations into industrial processes have rarely been implemented until now. Another factor besides the generally higher process temperatures is the requirement for process steam as a heat transfer medium. In 2020, the industrial share of the worldwide installed capacity (direct utilization) was only 1.6 % [1]. Moreover, the generation of industrial process steam has so far only been implemented at plants where the temperature of the geothermal water exceeds the required process temperatures and thus can be directly transformed into steam (e.g. Kawerau, New Zealand [2]).

However, due to further technological developments - especially in the field of heat pumps - a large number of potential technologies are available to consider the usage of geothermal sources with significantly lower temperature levels. In order to improve the development process in this field, a methodology is presented which can be used to develop process routes for process steam
generation from deep geothermal sources. A process route can consist of a single technology or a combination of different technologies. This results in a large number of possible routes, which can furthermore be operated with different types of driving energy. In order to enable a consistent comparison of these process routes, an evaluation method is presented. The knowledge gained from the PhD research will be applied in the ongoing project "Geothermale Papiertrocknung" at
the Paper&Pulp plant in Hagen. The basic methodology as well as exemplary process routes will be presented during the poster lecture.

[1] Lund, J.W.; Toth, A.N.: “Direct utilization of geothermal energy 2020 worldwide review”, 2020.
[2] Addison, D; Vandervegte, N.; Olsen, N.: “Ngati Tuwharetoa Geothermal Assets LTD. Reboiler plant
water/steam chemistry improvements to resolve ongoing corrosion issues and prevent future tube failures”,
Proceedings 42th New Zealand Geothermal Workshop 2020.