Erdwärmenutzung in NRW Standortbewertung zu dem Einbau und den Betrieb von Erdwärmesonden

Dipl.-Geol. Ingo Schäfer

LFU Bayern

Geologischer Dienst NRW

Oberflächennahe Erdwärmenutzung

Kollektoren Brunnen

Eingriff in das Schutzgut Grundwasser Sonden

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Gesetzgebung 

Wasserrecht (WHG, LWG) Gewinnung von Erdwärme ist mit dem vorsorgenden Grundwasserschutz und dem Schutz der Trinkwasserversorgung der Bevölkerung in Einklang zu bringen.



Bergrecht (BBergG) Erdwärme ist ein bergfreier Bodenschatz, auf dem sich das Eigentum an einem Grundstück nicht erstreckt.

Genehmigungsverfahren Genehmigungsbehörde bis 100 m: Untere Wasserbehörden Genehmigungsbehörde ab 100 m: Bergverwaltung

Die Standortbewertungskarte bezieht sich auf den Einbau und Betrieb von Erdwärmesonden bis 100 m Tiefe

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Wasserhaushaltsgesetz Genehmigungsbehörde: Untere Wasserbehörden  Maßnahmen, die geeignet sind, schädliche Veränderungen der physikalischen, chemischen oder biologischen Beschaffenheit des Wassers herbeizuführen (§ 3 Abs. 2 WHG)  Temperaturänderungen  Durchbohren mehrerer Grundwasserstockwerke  Wärmeträgermedium

§

 Einleiten von Stoffen in das Grundwasser (§ 3 Abs. 1 Nr. 5 WHG)

Landeswassergesetz NRW § 44 Zulassung von Erdwärmepumpen im vereinfachten Verfahren (1) Für das Entnehmen, Zutage leiten, Zutage fördern oder Ableiten von oberflächennahem Grundwasser oder eine Benutzung des Grundwassers nach § 3 Abs. 2 Nr. 2 WHG für thermische Nutzungen bis einschließlich 50 kJ/s und Wiedereinleiten des in seiner Beschaffenheit nicht weiter veränderten Wassers in das oberflächennahe Grundwasser gilt die Erlaubnis für 25 Jahre als erteilt, wenn die zuständige Behörde sie nicht binnen drei Monaten nach Eingang des Antrags versagt. Anstelle der Versagung kann die zuständige Behörde eine Erlaubnis erteilen und hierin Nebenbestimmungen nach § 24 Abs. 2 aufnehmen.

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Landeswassergesetz NRW

(2) Dem Antrag sind Bescheinigungen eines qualifizierten Unternehmens über die Auswirkungen der Benutzung sowie über die ordnungsgemäße Errichtung der ihr dienenden Anlagen beizufügen. Die oberste Wasserbehörde ist ermächtigt, durch Verwaltungsvorschrift Anforderungen an die Qualifikation des Unternehmens und der vorzulegenden Unterlagen festzulegen. in Kraft seit 31.12.2007

Qualitätssicherung Geologie

Ausführung

Mensch

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Qualitätssicherung: Geologie

 Hydrodynamik

 Untergrund z.B. Stockwerksbau Karst Störungen

 Hydrochemie z.B. Salzwässer betonaggressive GW CO2-Aufstieg

TLUG Jena

z.B. Artesische Verhältnisse Druckdifferenzen Fließgeschwindigkeit

Geologie

• Stockwerksbau • Verbindung von GWL • hohe Druckunterschiede

• hydraulische • hydrochemische Auswirkungen

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Geologie • Karst • Subrosion

• Spülungsverlust, • Auskolkung • Erdfälle • hohe Transportgeschwindigkeiten

Qualitätssicherung: Ausführung

 Betrieb

Bohren Verpressen Befüllen

Klett

Wärmeeintrag Kälteeintrag Sondenmaterial

 Langzeitstabilität Leckage Verpressmaterial Außerbetriebnahme

Austrian Researchcenter

 Einbau

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Qualitätssicherung: Verpressen

• falsches Verpressmaterial • zu geringe Mengen • falsche Technik

• mangelnde Abdichtung • Suffosion

Qualitätssicherung: Befüllen • wassergefährdende Wärmeträgermedien • unsauberes Arbeiten

• Grundwasser-Kontamination

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Qualitätssicherung: Betrieb Kälte- / Wärmeeintrag • geothermische Überbeanspruchung • konkurrierend Nutzungen • Summationseffekt

• physikalische und • chemische Veränderung des GW • Hygienische Probleme

Sauer et al (2008)

Qualitätssicherung: Langzeitstabilität

Leckage • Beschädigung beim Einbau • Materialschwäche • unsauberes Schweißen • Setzungen

• Grundwasser-Kontamination

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Qualitätssicherung: Langzeitstabilität

Einwirkungen auf das Verpressmaterial • Salzwasser • betonaggressives GW (SO4, CO2, pH) • thermische Belastung

• hohe Druckunterschiede in GW-Leitern

• hydraulische und hydrochemische Auswirkungen

Austrian Researchcenter

• Gasdiffusion (CO2, CH4)

geowissenschaftliche Basisdaten Interpretation von Geo-Daten unter hydrogeologischen Gesichtspunkten

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Geologische Karte NRW

Regional unterschiedliche Betrachtungsräume

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Münsterländer Kreidebecken ische rrhein Niede ndbucht Tiefla

Abgrenzen der Bereiche mit hydrogeologisch ungünstigen Verhältnissen bis 100 m Tiefe

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Bewertung der Hydrogeologischen Teilräume von NRW

Rheinische Schiefergebirge

Hydrogeologische Raumgliederung von NRW

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Regionalbearbeiter Hydrogeologie

Hr. Meyer

Dr. Heuser

Hr. Pohlmann

Dr. Wilder Hr. Schuster

Hydrogeologisch ungünstige Bereiche  Wasserschutzgebiete  Heilquellenschutzgebiete  verkarstungsfähige Gesteine  quellfähiger Anhydrit  Gebiete mit CO2 im Grundwasser  Bereiche mit Salzwasseraufstieg  artesisch gespannte Verhältnisse  ungünstiger Stockwerksbau

jeweils bis 100 m Tiefe

LFU Bayern

 nachteilige Druckpotenzialunterschiede

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Prinzip: Ampelkarte Bau von EWS unzulässig ungünstiger Bereich: Bau von EWS entsprechend den erweiterten Anforderungen der UWB voraussichtlich unkritischer Bereich: Bau von EWS entsprechend den Anforderungen der UWB

Standortbeurteilung für den Einbau und den Betrieb von Erdwärmesonden Ampelkarte: Bau von EWS unzulässig ungünstiger Bereich: Bau von EWS entsprechend den erweiterten Anforderungen der UWB voraussichtlich unkritischer Bereich: Bau von EWS entsprechend den Anforderungen der UWB

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Standortbeurteilung für den Einbau und den Betrieb von Erdwärmesonden Ampelkarte: Bau von EWS unzulässig

Hinweis: Die rechtskräftige Entscheidung, ob der Betrieb einer Sonde angezeigt, genehmigt oder versagt werden muss, liegt immer bei den Unteren Wasserbehörden und ist unabhängig von der Beratungskarte.

ungünstiger Bereich: Bau von EWS entsprechend den erweiterten Anforderungen der UWB

Die Beratungskarte soll die UWBs in ihrer Entscheidung unterstützen und stärken.

voraussichtlich unkritischer Bereich: Bau von EWS entsprechend den Anforderungen der UWB

Zielstellung: Verfahrensvereinfachung

 Geologie

 Ausführung

Kenntnis der geologischen und hydrogeologischen Gegebenheiten

An Untergrund angepasste Bohrtechnik und Planung

Bevorzugte Nutzung des obersten GWStockwerkes

Fachgerechte Dimensionierung

Anpassen der Erlaubnis an geologische Verhältnisse

 Mensch Anwenden technischer Regeln/Normen Zertifizierung und Ausbildung fördern und fordern

Entwicklung von Verpressmaterial Dokumentation fordern

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