HAMBURG ENERGIE Geothermie GmbH

Der Parlamentarische Staatssekretär beim Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz, Stefan Wenzel, hat am Mittwoch, 22.11.2023 den Wilhelmsburger Energiebunker besucht, um sich über den gegenwärtigen Stand von IW³ zu informieren. Michael Prinz, Geschäftsführer der Hamburger Energiewerke, und Carsten Hansen, Leiter Forschung & Entwicklung des Geothermieprojekts, standen dem Staatssekretär Rede und Antwort und führten ihn durch den Energiebunker.

Stefan Wenzel zeigte sich besonders interessiert an der geballten Technik im Energiebunker, die ihm Michael Prinz erklärte. Der Staatssekretär nahm sich aber auch die Zeit, selbst einige Fragen zu beantworten.

Herr Staatssekretär, Sie haben mehrfach öffentlich betont, dass der Geothermie gerade im Wärmemarkt eine hohe Bedeutung zukäme, ihr großes Potenzial in den letzten Jahren nicht so erschlossen worden sei, wie gewünscht. Woran liegt dies Ihrer Ansicht nach?

Der Geothermie kommt Bedeutung zu, weil sie eine der wichtigen erneuerbaren Wärmequellen ist. Wärme aus dem oberen Erdreich kann die Effizienz einer Wärmepumpe nochmal erheblich steigern, kann einzelne Häuser heizen oder in Wärmenetze eingespeist werden. Das Gebäudeenergiegesetz und das Wärmeplanungsgesetz zeigen die Möglichkeiten für verschiedene effiziente und moderne Heizungssysteme auf, damit die Wärmeversorgung langfristig bezahlbar bleibt und nicht mehr auf teure fossile Rohstoffe angewiesen ist. Mit der vor einem Jahr gestarteten Erdwärmekampagne wollen wir zudem die Zurückhaltung bei der Umsetzung von mittel- und tiefen Geothermieprojekten lösen. Darin enthalten ist beispielsweise ein Forschungsprojekt, in dem wir zusammen mit den Staatlichen Geologischen Diensten der Bundesländer die Untergrunddaten bereitstellen.

Bislang wurde das geothermische Potenzial vor allem in Süddeutschland erforscht und gehoben. Das Projekt IW³ zeigt auf, welche durchaus nennenswerten Möglichkeiten es auch in Norddeutschland gibt. Nun haben Sie sich persönlich ein Bild gemacht. Was hat Sie besonders beeindruckt?

Der Norden hat mehr als 100.000 oberflächennahe Nutzungen, aber wenig mitteltiefe und tiefe. Häufig stehen die geothermischen Projekte in Bayern oder im Oberrheingraben im Fokus, aber auch hier in Mittel- und Norddeutschland werden Projekte gefördert. Ich erinnere da an Neustadt-Glewe, Hannover oder Schwerin. In Norddeutschland sehe ich beispielsweise auch Chancen in der mitteltiefen Geothermie mit Bohrungen bis ca. 2.500 Metern. Mit effizienten Großwärmepumpen kann hier wirtschaftlich und gleichzeitig klimafreundlich Wärme erschlossen werden.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz plant nun, im engen Austausch mit der Branche und den beteiligten Stakeholdern herauszuarbeiten, welche konkreten Verbesserungen am rechtlichen Rahmen nötig sind, um die Geothermie in Deutschland zu stärken. Was sind Ihre vorrangigen Ziele für diesen Prozess?

Wir haben vor Kurzem im Bürokratieentlastungsgesetz IV eine Änderung des Bergrechts aufgenommen, die oberflächennahe Geothermie erleichtert und Rechtsklarheit schafft. Das hatten die Bundesländer bislang unterschiedlich gehandhabt. Und wir werden bei einer umfassenderen Novelle des Bergrechts prüfen, wo es weitere Verbesserungsmöglichkeiten für die tiefe Geothermie gibt. Wir prüfen auch konkrete Vorschläge, wie die Rahmenbedingungen für Planung und Genehmigung vereinfacht werden könnten. Außerdem haben wir im Wärmeplanungsgesetz bereits das überragende öffentliche Interesse für Anlagen mit erneuerbarer Wärme verankert, die ins Wärmenetz einspeisen. Davon profitiert auch die Geothermie.

Danke für Ihre Antworten, Herr Staatssekretär!

Auch einige Medien nahmen an dem Gespräch und der Führung teil. Einen Beitrag des NDR zum Thema gibt es hier.

Interessiert hörte der Staatssekretär den Erläuterungen zum Wilhelmsburger Geothermieprojekt zu.

Carsten Hansen erklärte die Besonderheiten der Bodenbeschaffenheit und ihre Auswirkungen auf das Projekt.

Michael Prinz führte aus, wie die Wärmeversorgung in Wilhelmsburg künftig aussehen könnte.

Wenn das Geothermie-Kraftwerk an der Alten Schleuse fertiggestellt ist, soll es die klimafreundliche Wärme an den nahegelegenen Energiebunker liefern. Der Bunker wird dann für die erneuerbare Wärme als eine Art Verteilknoten dienen, und dafür sorgen, dass sie sicher und effizient weiter zu den Hausanschlüssen transportiert wird.

Die ersten Schritte dafür wurden jetzt getan: wir haben die sogenannte Hauseinführung im Bunker gebohrt. Dort wird dann eine neue Fernwärmeleitung in den Bunker herein- und wieder herausführen. Bislang gibt es vier Fernwärmeleitungen beim Bunker – in jede Himmelsrichtung eine. Die neue Fernwärmeleitung vom Geothermie-Bohrplatz wird die fünfte sein.

Der Energiebunker in Wilhelmsburg.
An der Seite der Neuhöfer Straße wurde gebohrt.

Der Energiebunker hat eine innere und eine äußere Schale – beide sind rund zwei Meter dick. Begonnen wurde mit der äußeren Wand

Die Bohrkrone des Bohrers: Ihre Sägezähne sind aus Hartmetall, wie bei einem Kreißsägeblatt. Das Loch in der Bunkerwand hat einen Durchmesser von ca. 60 Zentimetern.

Der Arbeiter dreht ein Zahnrad an der Seite und die Bohrkrone fräst sich immer weiter in die Betonwand des Bunkers.

Hier wird eine Verlängerung ausgetauscht – diese werden immer länger, je weiter der Bohrer sich vorgearbeitet hat.

Für die zwei Meter Bunkerwand brauchen die Arbeiter zwei bis drei Tage.

Ein Bohrkern aus der mächtigen Bunkerwand.
Die braunen Flecken deuten auf die Bewehrung hin – Metallgitter, die damals im Beton eingegossen wurden, um ihn widerstandsfähiger zu machen

In einem nächsten Schritt werden die Kunststoffmantelrohre eingebaut.
Die Isolierung braucht viel Platz: die eigentlichen Stahlrohre haben dann nur einen Durchmesser von etwa 30 Zentimetern.

Neuhöfer Straße Ecke Georg-Wilhelm-Straße:
Auch hier wurde schon ein Eckstück an der Kreuzung für die zukünftige Fernwärmeleitung erneuert.

Vom Geothermie-Bohrplatz bis zum Energiebunker sind es rund zwei Kilometer.
Mit den weiteren Teilstücken der neuen Fernwärmeleitung wird Ende des Jahres begonnen. Wenn sie fertig ist und das Geothermie-Kraftwerk in Betrieb, kann im Energiebunker der Erdgas-Anteil signifikant reduziert werden.

Die Fördertests sind abgeschlossen – wie liefen diese eigentlich ab? Was bedeuten die Ergebnisse? Und: Wie soll das Geothermie-Kraftwerk in Zukunft funktionieren? Zu diesen und weiteren Fragen laden wir alle Wilhelmsburgerinnen, Wilhelmsburger und Interessierte herzlich zu einer Info-Veranstaltung ein!

Wann:  Am Dienstag, den 26. September von 16:30 – 18 Uhr
Wo:       Im Energiebunker Wilhelmsburg, Neuhöfer Straße 7

Referenten sind unter anderem Michael Prinz, Geschäftsführer der Hamburger Energiewerke, und Dr. Carsten Hansen, Geologe und Projektmanager Forschung. Es wird genug Raum für Diskussionen und Ihre Fragen geben. Zur besseren Planung bitten wir um eine formlose Anmeldung unter: info@iw3-hamburg.de.

Im Anschluss an die Veranstaltung bieten wir ab 18 Uhr Führungen durch den Energiebunker an. Wenn Sie teilnehmen wollen, ist Ihre Anmeldung unter info@iw3-hamburg.de erforderlich.

Wer leider keine Zeit hat zu kommen: Die Vorträge werden aufgezeichnet und im Anschluss auf unserer Homepage veröffentlicht.

Wir freuen uns auf Sie!

Die Fördertests sind mittlerweile abgeschlossen und die Ergebnisse liegen vor: Aus der Sandsteinschicht in über 1.300 Metern Tiefe kann zukünftig 48 °C warmes Thermalwasser gefördert werden. Aufgrund der Ergebnisse der Fördertests und dem derzeitigen technischen Planungsstand der Geothermie-Anlage rechnen unsere Experten mit einer geothermalen Wärmeleistung von rund 6 Megawatt. Rein rechnerisch lassen sich damit über 4.700 Haushalte versorgen. Durch den Einsatz einer geplanten mehrstufigen Wärmepumpenanlage kann die gewonnene Wärmeenergie und damit auch die Anzahl der versorgten Haushalte auf rechnerisch über 6.000 Haushalte erhöht werden.

Mittels eines Wärmetauschers wird dem 48 Grad Celsius warmen Thermalwasser Wärme entzogen und auf den Heizwasserkreislauf übertragen. Durch den Einsatz einer effizienten Wärmepumpenanlage wird das Heizwasser auf das je nach Jahreszeit erforderliche Temperaturniveau der Fernwärme gebracht.

„Wir setzen in Hamburg alles Machbare um, damit die Wärmewende vorangetrieben wird und wir unsere Klimaziele erreichen. Mit dem erfolgreichen Geothermie-Projekt der städtischen HEnW in Wilhelmsburg werden wir einen weiteren Baustein zur umweltfreundlichen Energiegewinnung nutzen. … Ich gehe davon aus, dass die Geothermie als Technologie perspektivisch zur Dekarbonisierung in Hamburg und der Metropolregion beitragen wird.“

Jens kerstan, Sneator für umwelt, klima, energie und agrarwirtschaft

Mit der neuen Geothermie-Anlage soll das Wärmenetz Wilhelmsburg weiter ausgebaut werden, um fossile Wärmeerzeuger zu verdrängen. Dafür werden die bereits existierenden zwei Wärmenetze –  Energiebunker und Energieverbund – zusammengeschlossen,  schrittweise verdichtet und ausgebaut. Der Bau der Betriebsanlagen am Geothermie-Standort soll im Frühjahr 2024 starten, der erforderliche Leitungsbau hat bereits begonnen. Ab 2025 können in Hamburg-Wilhelmsburg Haushalte mit Wärme aus der neuen Geothermie-Anlage versorgt werden!

„Die Forschung zur Geothermie in Hamburg-Wilhelmsburg hat uns auch wissenschaftlich sehr weit vorangebracht. Wir haben eine geologische Formation entdeckt, die wir für die mitteltiefe Geothermie weiterentwickeln können. Die Projekte in Schwerin und Potsdam haben ebenfalls Gesteine mit 40 bis 60 Grad Celsius Erdwärme mitteltief erschlossen und sie zeigen: Hierin liegt die Zukunft der Wärmeversorgung in Deutschland.“

Inga moeck, Professorin für Geothermie an der Georg-August-Universität Göttingen, leitet das wissenschaftliche Begleitprogramm mesoTherm

Kurz und knapp: Die Fakten

• Tiefe der Produktionsbohrung: ca. 1.400 Meter
• Tiefe der Injektionsbohrung: ca. 1.300 Meter
• Mächtigkeit der Sandsteinschicht: ca. 130 Meter
• Alter der Gesteinsschicht: 45 Mio. Jahre
• Thermalwasser-Temperatur: 48 °C
• Förderrate: ca. 140 m³/h
• Geothermale Wärmeleistung: ca. 6 MW
• Wärmepumpeneinsatz zur Temperaturanhebung des Fernwärmewassers: 75-85 Grad Celsius, je nach Jahreszeit
• Geplanter Baustart Heizhaus: Frühjahr 2024
• Geplanter Start der Wärmelieferung: Frühjahr 2025

Mehrere Wochen dauerten die sogenannten Fördertests an der Alten Schleuse. Mithilfe dieser Tests können wir erstmals verlässlich die Temperatur des Thermalwassers und die Förderrate bestimmen – und damit letztendlich auch die Wärmeleistung der geothermischen Quelle.
Die Ergebnisse sind wie erwartet positiv!

Momentan sind wir dabei, mit den Ergebnissen das Wärmekonzept für Wilhelmsburg fertigzustellen, das wir voraussichtlich in Kürze der Öffentlichkeit präsentieren wollen.

Für die Durchführung der Fördertests auf dem Bohrplatz haben wir bereits die Filterrohre eingebaut. Die Bohranlage, die wir dafür benötigt haben, ist inzwischen wieder abgebaut und die weiteren Vorbereitungen laufen für die in Kürze startenden Fördertests.

Die Filterrohre warten auf dem Bohrplatz auf ihren Einsatz.

Ein Kran hebt die einzelnen Rohre hoch …

Blick von oben auf den Bohrplatz mit Kran und Bohrturm. Nach dem Einbau der Filterrohre wurde die Anlage wieder abgebaut.

Eine Zeitreise in unser geothermisches Reservoir

Auf leisen Pfoten schleichen die Säbelzahntiger durch die weite Steppe. Die Raubkatzen jagen in Rudeln, um große grasende Pflanzenfresser zu erbeuten. Warmer Wind streicht über die Graslandschaft Norddeutschlands, das Klima ist warm und fast tropisch – der Planet befindet sich in einem natürlichen Klimawandel.

Rund 45 Millionen Jahre später, 1847, wird ein Homo sapiens, der englische Geologe Charles Lydell, diese erdgeschichtliche Epoche nach der griechischen Göttin der Morgenröte Eos (griech. ἔος bzw. ἠώς und griech. καινός = „neu, ungewöhnlich“) nennen: Eozän.

Nur dem Namen nach ein Tiger: Rekonstruktion eines Smilodons
© Von Sergiodlarosa, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6835781

Noch zu Beginn des Eozäns, vor etwa 56 Millionen Jahren, waren große Teile von Mitteleuropa Festland. Bis nach Skandinavien herrschte eine üppige Vegetation mit tropischen Bernsteinwäldern. Aus diesen Wäldern stammt übrigens der Bernstein, den wir heute an der Küste der Ostsee finden – diese jedoch entstand erst viel später, nach der nächsten Eiszeit.

Im Eozän dagegen bildete sich zunächst das Nordseebecken heraus, und weite Teile des heutigen mitteleuropäischen Tieflandes waren von der jungen Nordsee bedeckt. Dänemark existierte noch nicht als Landmasse und der Nordseestrand reichte von Belgien über die Niederlande, das nördliche Niedersachsen bis nach Polen, dort, wo heute Gdansk liegt.

An diesem Sandstrand der jungen Nordsee befindet sich auch das heutige Hamburg. Woher aber wissen die Forschenden nach Millionen von Jahren so genau, dass hier ein Sandstrand war? Sand ist ein typisches Ablagungsmaterial, das entsteht, wenn Berge und Gestein abgetragen werden: Überall dort, wo Flüsse ins Meer münden, wird auch Sand abgelagert. In der Sandsteinschicht, die wir geothermisch nutzen wollen, gibt es noch einen weiteren Hinweis auf die frühere Nordseeküste an diesem Ort: Das Wasser, das bei unseren ersten Fördertests zutage kam, war grünlich. Die Färbung entsteht durch das Tonmineral Glaukonit, ein Tonmineral, das nur in Küstenbereichen vorkommt und damit ein klarer wissenschaftlicher Beweis für den Übergang von der Landmasse zum Meer ist.

Was vor Jahrmillionen entstand, lässt sich heute hoffentlich für unsere zukünftige Energieversorgung nutzen – ein Gruß aus einem fernen, längst vergangenen Erdzeitalter.