Geothermal Power Plants in Germany

Ziel dieser Arbeit ist es ein Verfahren zur ökologischen und ökonomischen Analyse und einer Potenzialstudie für eine geothermische Stromerzeugung im Dublettenbetrieb in Deutschland zu entwickeln und ihre Kenngrößen darzustellen. Somit ist es möglich, die Nutzung dieses regenerativen Energieangebots im Vergleich mit verschiedenen Optionen auf Basis anderer regenerativer Energien und weiterer Systeme auf Basis fossiler Energieträger einordnen und bewerten zu können. In Deutschland werden vor allem Heißwasseraquifere und Kristallingesteine in ausreichender Tiefe erschlossen. Deren Erschließungskonzepte werden beschrieben; weiterhin werden Störungssysteme als weitere Option für das Dublettenverfahren erläutert. Um diesen Kraftwerkstyp modellhaft abzubilden, werden weiterhin die wesentlichen Anlagenkomponenten ermittelt. Auch werden die Systemelemente der zusätzlichen Wärmebereitstellung (d.h. Kraft-Wärme-Kopplung) betrachtet, um den Einfluss einer Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) auf die Fragestellungen zu untersuchen. Den Berechnungen zur Potenzialstudie liegen die Erfassung der nutzbaren Aquifere in Deutschland zugrunde. Die methodischen Vorgehensweisen werden für die Nutzhorizonte dargestellt. Im Rahmen der Potenzialanalyse werden letztlich die Angebots- und Nachfragepotenziale der geothermischen Strombereitstellung und Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) berechnet. Die Potenziale werden mit anderen regenerativen Energiebereitstellungsoptionen für Deutschland verglichen. Aufbauend auf der technischen Analyse wird die anschließende ökonomische und ökologische Analyse anhand beispielhaft definierter Anlagenkonfigurationen durchgeführt. Im Rahmen der ökonomischen Analyse erfolgt die Bestimmung der Stromgestehungskosten. Anschließend wird der Einfluss der unterschiedlichen Parameter in Sensitivitätsanalysen untersucht. Die Stromgestehungskosten werden mit denen anderer Energiebereitstellungsoptionen auf Basis regenerativer Energien und mit Kraftwerken mit fossiler Feuerung verglichen. Die ökologische Analyse mittels einer Ökobilanz erfolgt ebenfalls für die zuvor definierten Anlagenkonfigurationen. Bei der Analyse werden unterschiedliche Allokationsverfahren für die Kraftwärmekopplung und ihren Auswirkungen auf die Ergebnisse berechnet. Es wird eine Lebenszyklusanalyse durchgeführt und die Ergebnisse anhand der Wirkungskategorien "Antrophogener Treibhauseffekt", "Versauerung", Eutrophierungspotenzial und "Verbrauch erschöpflicher Energien" dargestellt. Die ermittelten spezifischen Kennzahlen werden in einer Sensitivitätsanalyse auf ihre einflussnehmenden Parameter hin untersucht. Ein Vergleich der spezifischen Emissionen mit anderen Kraftwerken auf Basis regenerativer oder fossiler Energiebereitstellungsoptionen wird gezogen