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Nutzungskonflikt CSS versus Tiefe Geothermie auch in Hessen?

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<strong>Nutzungskonflikt</strong>e CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong><br />

<strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Dr. Matthias Kracht, Dr. Johann-Gerhard Fritsche<br />

Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Themenübersicht:<br />

1. Allgeme<strong>in</strong>e technische Rahmenbed<strong>in</strong>gungen<br />

(Carbon Dioxide Capture and Storage,CCSTGT, <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong>)<br />

2. Wo gibt es Möglichkeiten für CCS <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong><br />

(Vorstudie INKLIM und Speicherkataster<br />

Deutschland)?<br />

3. Wo liegt das tiefe geothermische Potenzial <strong>in</strong><br />

<strong>Hessen</strong>?<br />

4. Rechtliche Rahmenbed<strong>in</strong>gung (CCSTGT)<br />

5. <strong>Nutzungskonflikt</strong>e<br />

6. Fazit<br />

14.09.2010


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Überblick über die Möglichkeiten der<br />

CO 2-Speicherung<br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

1. Allgeme<strong>in</strong>e technische<br />

Rahmenbed<strong>in</strong>gungen


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

CO 2-Senken und<br />

– Quellen<br />

- Verteilung und Größe von<br />

Speicherkomplexen<br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

Nach BGR und May 2005<br />

1. Allgeme<strong>in</strong>e technische<br />

Rahmenbed<strong>in</strong>gungen


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Druck- und Temperaturabhängigkeit des<br />

CO 2<br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

Nach CHADWICK et al 2007<br />

1. Allgeme<strong>in</strong>e technische<br />

Rahmenbed<strong>in</strong>gungen


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Barriere- und Langzeitverhalten des CO 2<br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

Nach BRGM<br />

1. Allgeme<strong>in</strong>e technische<br />

Rahmenbed<strong>in</strong>gungen


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

1. Allgeme<strong>in</strong>e technische<br />

Rahmenbed<strong>in</strong>gungen


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Hohe Temperaturen im<br />

Untergrund<br />

Vergleichmatrix CCS – tiefe<br />

<strong>Geothermie</strong><br />

CCS <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong><br />

Nicht erwünscht Erwünscht<br />

Nähe zu Siedlungen Nicht erforderlich Erwünscht<br />

Betriebsdauer <strong>in</strong>cl.<br />

Stillegungsphase<br />

Geologische<br />

Störungszonen<br />

Gewünschte<br />

<strong>Tiefe</strong>nlage des<br />

Reservoirs<br />

Beschreibung des<br />

Reservoirs<br />

Beschreibung der<br />

Barriere<br />

30 Jahre<br />

30 bis 10.000 Jahre<br />

30 bis 50 Jahre<br />

30 bis 50 Jahre<br />

Nicht erwünscht Erwünscht<br />

800 – 2000 m 2000 – 5000 m<br />

Gutes<br />

Speicherverhalten<br />

Gasdicht -<br />

Möglichst offenes<br />

Kluftsystem<br />

1. Allgeme<strong>in</strong>e technische<br />

Rahmenbed<strong>in</strong>gungen


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Def<strong>in</strong>ition Speicher/Barriere<br />

• Def<strong>in</strong>ition Speicherformation<br />

• Top des Speichers m<strong>in</strong>destens 800 m unter Geländeoberfläche<br />

• Nutzporosität > 10 %<br />

• Permeabilität > 10 mD<br />

• Nettomächtigkeit > 10 m<br />

• M<strong>in</strong>destspeichervolumen 0,1 km 3<br />

• Def<strong>in</strong>ition Barriereformation<br />

• Basis der Barriereformation m<strong>in</strong>destens 800 m unter<br />

Geländeoberfläche (über der Speicherformation)<br />

• M<strong>in</strong>destmächtigkeit 20 m<br />

• Lithologie: Grundwassernichtleiter (z.B. Ton,Tonste<strong>in</strong>,<br />

Ste<strong>in</strong>salz)<br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

2. Möglichkeiten für CCS <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Vorgehensweise<br />

• Nach folgenden Fragestellungen wurde<br />

vorgegangen:<br />

1. Welche Geste<strong>in</strong>e können grundsätzlich ausgeschlossen<br />

werden?<br />

2. Welche Geste<strong>in</strong>e bzw. Formationen eignen sich<br />

aufgrund ihrer lithologischen Eigenschaften als CO 2-<br />

Speichergeste<strong>in</strong>?<br />

3. Welche dieser Geste<strong>in</strong>e s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong> <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er <strong>Tiefe</strong> ><br />

800 m anzutreffen?<br />

4. Gibt es im Hangenden ausreichend mächtige Geste<strong>in</strong>se<strong>in</strong>heiten,<br />

die als Deckgeste<strong>in</strong> (Barriere) geeignet s<strong>in</strong>d?<br />

5. Welche konkurrierende Nutzung besteht neben der CO 2-<br />

Speicherung?<br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

2. Möglichkeiten für CCS <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Konstruktion der Karten aus<br />

Schichtenverzeichnissen<br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

Beispiel Barriere<br />

2. Möglichkeiten für CCS <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Verbreitung, <strong>Tiefe</strong>nlage und Mächtigkeit des Speichergeste<strong>in</strong>s<br />

Le<strong>in</strong>e-Karbonat <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong><br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

2. Möglichkeiten für CCS <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Potenzielle CO 2-Speichergebiete <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong><br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

2. Möglichkeiten für CCS <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

3. Das tiefe geothermische Potenzial <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Rechtliche Rahmenbed<strong>in</strong>gungen<br />

Pressemitteilung BMU vom 14. Juli 2010 zum Kohlendioxid-<br />

Speicherungsgesetz (KSpG): „Andere Nutzungsansprüche im<br />

Untergrund, zum Beispiel <strong>Geothermie</strong> und Energiespeicher, werden<br />

noch umfassender berücksichtigt“:<br />

Siehe hierzu § 7 (Untersuchungsgenehmigung):<br />

- Abs.(1) Die Genehmigung ist von der zuständigen Behörde nur zu<br />

erteilen, wenn:...Pkt 3. Bee<strong>in</strong>trächtigungen von Bodenschätzen und<br />

vorhandenen Nutzungsmöglichkeiten des Untergrundes, deren Schutz<br />

jeweils im öffentlichen Interesse liegt, sowie Bee<strong>in</strong>trächtigungen von<br />

berg- und wasserrechtlichen Zulassungen ausgeschlossen s<strong>in</strong>d.<br />

- Abs.(4) Der Untersuchungsberechtigte hat das alle<strong>in</strong>ige Recht zur<br />

Untersuchung der <strong>in</strong> der Genehmigung bezeichneten<br />

Geste<strong>in</strong>sschichten ……. Während der Gültigkeitsdauer der<br />

Untersuchungsgenehmigung dürfen anderweitige, die Eignung als<br />

Kohlendioxidspeicher bee<strong>in</strong>trächtigende Nutzungen des<br />

Speicherkomplexes nicht zugelassen werden.<br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

4. Rechtliche Rahmenbed<strong>in</strong>gungen


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Rechtliche Rahmenbed<strong>in</strong>gungen<br />

Gesetzliche Begründung zu § 7<br />

(Untersuchungsgenehmigung) Abs.(1)<br />

Die Genehmigung ist von der zuständigen<br />

Behörde nur zu erteilen, wenn………<br />

Nach der Wertung im bisherigen Recht bedarf es dafür e<strong>in</strong>es öffentlichen<br />

oder volkswirtschaftlichen Interesses an den Bodenschätzen oder<br />

Nutzungsmöglichkeiten.<br />

Vor dem H<strong>in</strong>tergrund des Anlasses der dauerhaften Speicherung von Kohlendioxid<br />

kommt zunächst solchen Bodenschätzen und Nutzungsmöglichkeiten, die<br />

ebenfalls dem Klimaschutz dienen (z. B. die hydrothermale und petrothermale<br />

<strong>Geothermie</strong>, Druckluftspeicherung), besondere Bedeutung zu. E<strong>in</strong> besonderes<br />

volkswirtschaftliches Interesse wird zu bejahen se<strong>in</strong>, wenn der Bodenschatz bzw. die<br />

Nutzungsmöglichkeit e<strong>in</strong>en wesentlichen Beitrag zur Energieversorgungssicherheit<br />

leistet oder Voraussetzung für die Herstellung wichtiger Wirtschaftsgüter ist.<br />

Vornehmlich dem Schutz subjektiver Rechtspositionen dient die Verknüpfung mit bergund<br />

wasserrechtlichen Zulassungen. Die Genehmigung darf nicht erteilt werden, wenn<br />

berg- oder wasserrechtliche Zulassungen bee<strong>in</strong>trächtigt würden.<br />

Hessisches Landesamt für<br />

Umwelt und Geologie<br />

4. Rechtliche Rahmenbed<strong>in</strong>gungen


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

5. <strong>Nutzungskonflikt</strong>e


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Planungskarte <strong>in</strong><br />

Bezug auf<br />

Nutzungen des<br />

Untergrundes<br />

und mögliche<br />

Risiken<br />

5. <strong>Nutzungskonflikt</strong>e


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Planungskarte <strong>in</strong><br />

Bezug auf<br />

Nutzungen des<br />

Untergrundes<br />

und mögliche<br />

Risiken<br />

5. <strong>Nutzungskonflikt</strong>e


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Umsetzungspotenzial<br />

<strong>in</strong> <strong>Hessen</strong><br />

Rechtliche<br />

Voraussetzungen<br />

Gewünschte <strong>Tiefe</strong>nlage<br />

des Reservoirs<br />

Hohe Temperaturen<br />

im Untergrund<br />

Geologische<br />

Störungszonen<br />

Vergleichsmatrix CCS – TGT<br />

CCS <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong><br />

Sehr ger<strong>in</strong>g Gut<br />

Dort wo TGT möglich ist,<br />

bestehen schon<br />

Erlaubnisfelder (Vorrang<br />

nach Entwurf CCS-Gesetz)<br />

Berggesetz<br />

800 – 2000 m 2000 – 5000 m<br />

Nicht erwünscht Erwünscht<br />

Nicht erwünscht Erwünscht


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

Fazit<br />

� Es gibt schon vor CCS <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong> <strong>Nutzungskonflikt</strong>e<br />

im tiefen Untergrund<br />

�CCS und tiefe <strong>Geothermie</strong> haben grundsätzlich<br />

verschiedene Teufenlagen<br />

� Nördlicher Oberrhe<strong>in</strong>graben ist bereits mit<br />

Erlaubnisfeldern für tiefe <strong>Geothermie</strong> überzogen<br />

� Örtliche Überschneidung von CCS und tiefer<br />

<strong>Geothermie</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong> nur im nördlichen<br />

Oberrhe<strong>in</strong>graben (Strukturen für CCS zu kle<strong>in</strong> < 0,1<br />

km 3 bzw. schon bergrechtlich festgestellt Bereiche)<br />

? Wie wird das neue CCS-Gesetz nach der<br />

Verabschiedung aussehen?


M. Kracht & J.-G. Fritsche: <strong>Nutzungskonflikt</strong> CCS <strong>versus</strong> <strong>Tiefe</strong> <strong>Geothermie</strong> <strong>auch</strong> <strong>in</strong> <strong>Hessen</strong>?<br />

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