Dokumentation

Nutzung tiefer Geothermie in industriellen Prozessen

Studie Jänner – Dezember 2018

Dipl. Ing. Simon Lassacher Dr. Simon Moser Dipl. Ing. (FH) Johannes Lindorfer

I

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Glossar

Aquifer Grundwasserhorizont oder Grundwasserträger, Gesteinskörper mit Hohlräumen, der zur Leitung von Grundwasser geeignet ist Dublette Die geothermische Dublette besteht aus der Förderbohrung zur Wasserentnahme und Injektionsbohrung zur Rückführung des abgekühlten Thermalwassers. Durchlässigkeit Eigenschaft eines Gesteins für Wasser durchströmbar zu sein. Die Durchlässigkeit hängt von den Eigenschaften des Aquifers (Poren-, Klüfte, Karsthohlräume) sowie von den physikalischen Eigenschaften des Wassers (z.B. Temperatur und Dichte) ab. Erschließungshorizont Geologische Schicht in der die Gewinnung von Erdwärme erfolgen soll. Es können auch mehrere (übereinanderliegende) geologische Schichten sein. Formationstemperaturen Thermalwassertemperaturen an der Oberkante des Aquifers Heilwasser Grundwasser, das aufgrund seiner Eigenschaften und ohne jede Veränderung seiner natürlichen Zusammensetzung geeignet ist, therapeutischen Zwecken zu dienen

Kaskade Stufenförmige Abkühlung des Thermalwassers durch verschiedene Nutzungsstufen (z.B. Prozesswärme, Gewächshaus, Fischteich)

Malm Oberer Jura, oberste Schicht des Jura Mächtigkeit Dicke eines Gesteinspakets Natürlicher Überlauf Natürliche Förderrate einer Thermalwasserbohrung verursacht durch den hydrostatischen Druck Scaling Mineralablagerungen in Rohrleitungen oder anderen Bauteilen, bedingt durch den Thermalwasser-Chemismus Störungszonen Bereiche in sedimentären oder kristallinen Gesteinen, die von zahlreichen Bruchzonen durchzogen sind

Temperaturspreizung Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur. In der Geothermie entspricht es näherungsweise der Differenz zwischen der Förder- und Reinjektionstemperatur des Thermalwassers TVD Technical Vertical Drilling, vertikale Bohrtiefe ab Bohrplatz

II

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ...... 2 1.1 Ausgangssituation ...... 2 1.2 Zielsetzung...... 2 1.3 Gliederung ...... 3 2 Geothermie ...... 4 2.1 Ursprung ...... 4 2.2 Klassifizierung ...... 4 2.3 Nutzung ...... 4 2.4 Erschließung ...... 5 2.5 Europaweite Verbreitung ...... 6 2.6 Chancen und Hemmnisse ...... 7 2.7 Status Quo Oberösterreich ...... 7 2.7.1 Molassebecken ...... 8 2.7.2 Bestandsanlagen ...... 10 2.7.3 Rechtlicher Rahmen in Österreich ...... 14 2.7.4 Regensburger Vertrag ...... 15 2.8 Zusammenfassung und Ausblick ...... 16 3 Potentialberechnung ...... 18 3.1 Vorangegangene Studien ...... 18 3.2 Methodik ...... 20 3.2.1 Datengrundlage ...... 21 3.2.2 Verwendete Programme ...... 21 3.3 Thermalwassertemperaturen ...... 22 3.3.1 Berechnung ...... 22 3.3.2 Ergebnisse ...... 23 3.4 Potentialkarten ...... 25 3.4.1 Berechnung ...... 26 3.4.2 Szenarien ...... 26 3.5 Ergebnisse ...... 27 3.5.1 Leistung pro Dubletten ...... 27 3.5.2 Leistung pro Gemeinde ...... 31 3.5.3 Wärmepotential pro Gemeinde ...... 34 3.6 Diskussion, Zusammenfassung und Ausblick ...... 37 4 Industrielle Nutzung von Geothermie ...... 44 4.1 Globale Statistik ...... 44 4.2 Wärmebedarf im Oberösterreich ...... 45 4.3 Vorteile und Hemmnisse ...... 46 4.4 Anforderungen und Randbedingungen ...... 47 4.4.1 Örtlichkeit ...... 47 4.4.2 Temperatur ...... 47 4.4.3 Wärmemenge ...... 50 4.4.4 Lastprofil ...... 52 4.4.5 Prozessbeispiele ...... 52 4.5 Beispiele für industrielle geothermische Anwendungen ...... 53 III

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

4.5.1 Kaskadische Nutzung ...... 53 4.5.2 Brauereien ...... 54 4.5.3 Molkereien ...... 56 4.5.4 Landwirtschaft ...... 59 4.5.5 Sonstige ...... 60 4.6 Diskussion, Zusammenfassung und Ausblick ...... 60 5 Abgleich: Angebot – Nachfrage ...... 62 5.1 Vorgehensweise ...... 62 5.2 Ergebnisse ...... 63 5.3 Diskussion...... 64 6 Zusammenfassung und Ausblick ...... 68 7 Anhang ...... 72 Literaturverzeichnis ...... Fehler! Textmarke nicht definiert. Abbildungsverzeichnis ...... 92 Tabellenverzeichnis ...... 93

IV

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

1 Einleitung

1.1 Ausgangssituation Eine große Herausforderung für die kommenden Jahrzehnte für die Einhaltung der Klimaziele ist die Reduktion der Emissionen unseres Energiesystems. Im Bereich der Stromerzeugung, welche einem Fünftel des Endenergiebedarfs entspricht, ist ein Anstieg des erneuerbaren Anteils am Energiemix durch die stetige Installation von Photovoltaik oder Windkraft zu verzeichnen. Im Gegensatz dazu gibt es für die Wärmeversorgung, besonders im Hochtemperaturbereich in der Industrie, wenige bis keine Alternativen zu den fossilen Brennstoffen. Wärme wird in den meisten Prozessen der produzierenden Industrie benötigt und wird heute größtenteils durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen erzeugt. Daher wird die Wärmewende verglichen mit der Stromwende die größere Herausforderung sein. Ein möglicher Ansatz wäre die Substitution von fossilen Brennstoffen bei der Versorgung von Niedertemperaturprozessen mit geothermischer Energie, um so Brennstoffe für die Hochtemperaturprozesse einzusparen. Die geologischen Gegebenheiten dazu wären in Oberösterreich vorhanden. Bestehende Studien über die geothermische Nutzung in Oberösterreich beschränken sich auf die geothermische Wärmeversorgung von privaten und öffentlichen Gebäuden. Geothermische Wärme ist 24/7 vorhanden und sollte aufgrund der hohen Erschließungskosten bestmöglich ausgenutzt werden. Die derzeitige Anwendung für Raumwärme und Warmwasser erreicht allerdings größtenteils nur geringe Volllaststunden und nutzt daher das Potential des Thermalwassers nur ungenügend aus. Durch den Wärmebedarf in der Industrie könnten die Volllaststunden gesteigert werden und durch eine intelligente stufenweise Nutzung in Verbindung mit Vorwärm- oder Trocknungsprozessen, Gewächshäusern oder auch Raumwärmeversorgung eine größere Temperaturspreizung erreicht werden. Durch letztere ergibt sich eine niedrigere Reinjektionstemperatur, welche in den meisten geothermischen Regionen durch die Thermalwasserzusammensetzung eingeschränkt wird. Da das Thermalwasser in weiten Teilen Oberösterreichs nur eine geringe Mineralisierung1 aufweist, kann es ohne Probleme bei niedrigen Temperaturen wieder verpresst werden. Betreffend die industrielle Nutzung von Geothermie gibt es weltweit bereits einige Anwendungsbeispiele. So werden etwa Bierbrauereien oder Molkereien mit Wärme versorgt, die Trocknung von Früchten oder die Beheizung von Gewächshäusern durch Geothermie gewährleistet. Besonders im Lebensmittelbereich, wo geringe Prozesstemperaturen gefordert sind, scheint eine Integration attraktiv.

1.2 Zielsetzung Diese Studie soll untersuchen, welche oberösterreichischen Gemeinden in welchen Umfang an der geothermischen Nutzung in Bezug auf Thermalwassertemperaturen, Leistung und Wärmeangebot teilhaben können. Im weiteren Schritt soll daraus ein Potential abgeleitet werden. Die Ergebnisse sollen anschaulich in Form von Heatmaps aufbereitet werden. Danach soll die Struktur der oberösterreichischen Industrie und deren Wärmebedarf hergeleitet werden. Des Weiteren soll eine Recherche zu möglichen industriellen Anwendungsbereichen von geothermischer Wärme durchgeführt werden, um relevante Branchen zu identifizieren. So sollen die Anforderungen für eine geothermische Versorgung von Industrieprozessen geklärt werden. Außerdem soll gezeigt werden, welche Branchen in welchen Bereichen des Pilotgebiets in Oberösterreich für eine geothermische Nutzung von Interesse sind.

1 Die Mineralisierung im oberösterreischen Malmbereich nimmt von Norden nach Süden hin zu Seite 2

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

1.3 Gliederung Kapitel 2 gibt eine Einführung in das Thema Geothermie, deren Ursprung, Klassifizierung und Nutzungsarten. Des Weiteren wird der Projektverlauf einer geothermischen Erschließung erklärt sowie auf die europäische Verbreitung eingegangen. Außerdem wird der Status Quo in Oberösterreich bezüglich den geologischen Gegebenheiten, den Bestandsanlagen und den rechtlichen Rahmenbedingungen vorgestellt. Das Kapitel schließt mit der Erörterung von Chancen und Hemmnisse von Geothermie und schließt in einer Zusammenfassung. In Kapitel 3 wird die Berechnung des geothermischen Potentials in Oberösterreich hergeleitet und dessen Ergebnisse diskutiert. Eingangs werden die Ergebnisse vorangegangener Studien vorgestellt. In dem Kapitel Methodik wird die Vorgehensweise der Potentialberechnung, die Datenquellen sowie die verwendeten Programme erörtert. Danach werden in Abschnitt 3.3 für alle oberösterreichischen Gemeinden mit Zugang zum Malm-Aquifer die möglichen Thermalwassertemperaturen berechnet und in Form einer Heatmap dargestellt. In Abschnitt 3.4 werden für verschiedene Szenarien aus den zuvor ermittelten mittleren Thermalwassertemperaturen im ersten Schritt die thermischen Dublettenleistungen pro Gemeinde abgeleitet und als Heatmap dargestellt. Dabei wird davon ausgegangen, dass jede Gemeinde eine Dublette, unabhängig von deren flächenmäßiger Ausdehnung, errichten kann. Im nächsten Schritt wird unter Einbeziehung der Gemeindefläche und dem Flächenbedarf der Dubletten die thermische Leistung pro Gemeinde berechnet und im letzten Schritt mit Hilfe der Volllaststunden auf die erzeugbare Wärmemenge pro Gemeinde hochgerechnet. Alle Ergebnisse werden in Form von Heatmaps sowie in Tabellenform dargestellt. Die Bandbreite der Ergebnisse wird diskutiert und zum Schluss des Kapitels durch eine Zusammenfassung und einem Ausblick abgeschlossen. Kapitel 4 beginnt mit einem Überblick über die momentanen Zahlen der weltweiten industriellen Nutzung von Geothermie und deren Chancen und Hemmnisse. Danach wird der Wärmebedarf der oberösterreichischen Industrie hergeleitet. Abschnitt 4.4 erörtert dann die Anforderungen an eine industrielle Nutzung der Geothermie in Hinblick auf Örtlichkeit, Temperaturbereich, Wärmebedarf und Lastgang von industriellen Prozessen. Dabei werden relevante Branchen identifiziert und bewertet, welche aufgrund der Anforderungen ihrer internen Prozesse den Randbedingungen der geothermischen Versorgung entsprechen. Darauf folgend werden in Abschnitt 4.5 Beispiele von bereits umgesetzten Konzepten in verschiedenen Branchen vorgestellt. Das Kapitel wird durch eine Zusammenfassung und einen Ausblick abgeschlossen. In Kapitel 5 wird basierend auf den berechneten Thermalwassertemperaturen aus Kapitel 0 und einer Liste von aktuellen Unternehmensstandorten ein Abgleich zwischen geothermischen Angebot und dem industriellen Wärmebedarf durchgeführt. So soll überblickmäßig gezeigt werden, welche Branchen in welchen Bereichen des Pilotgebiets für eine geothermische Nutzung von Interesse sind. Kapitel 6 gibt in einer Zusammenfassung die erarbeiteten Inhalte dieser Studie wieder und nimmt in einem Ausblick Stellung zu offenen Fragen.

Seite 3

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

2 Geothermie

2.1 Ursprung Bei Geothermischer Energie (oder Erdwärme) handelt es sich um die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Oberfläche der festen Erde (Definition VDI 4640). Die in der Erdkruste vorhandene Erdwärme begründet sich zu aus 30% Gravitationswärme der Erdentstehung und zu 70% aus dem radioaktiven Zerfall von Uranium-, Thorium- und Kaliumisotopen in der Erdkruste. Ausgehend von der Erdoberfläche steigt die Temperatur näherungsweise um je 3°C pro 100 Meter Tiefe, abhängig von den geologischen und physikalischen Gegebenheiten. Letztere sind für die inhomogene Temperaturverteilung im Untergrund verantwortlich. So können auch Hotspots mit Temperaturgradienten von 10°C pro 100 Meter vorherrschen, welche aufgrund der geringeren Erschließungstiefen besonders interessant für die geothermische Nutzung sind. [1]

2.2 Klassifizierung Die Geothermie, bzw. deren Ausprägungen, lassen sich in verschiedene Gesichtspunkte einteilen. Bezüglich der Temperatur der Wärmequelle unterscheidet man Wärmequellen mit hoher und niedriger Enthalpie. Hochenthalpe Wärmequellen lassen sich in vulkanischen und tektonischen Gebieten entlang von Plattengrenzen finden. Dort ist es möglich, unmittelbar Heißdampf zu fördern und diesen mittels Dampfturbinen zu verstromen. In dieser Arbeit wird allerdings von Lagerstätten niedriger Enthalpie (95% der landbedeckten Erdoberfläche) ausgegangen. Die niederenthalpe Geothermie wird bis Tiefen von 400 Metern als oberflächennahe-, ab 400 Metern als tiefe Geothermie bezeichnet. Für die tiefe Geothermie werden Bohrungen von mehreren 1.000 Metern durchgeführt um entweder Aquifere oder heiße Gesteinsschichten zu erschließen. [1] Bei Aquiferen handelt es sich um tiefe Grundwasserleiter, welche heißes Wasser führen. Die Nutzung dieser Wärmequelle ist am weitesten verbreitet und wird als hydrothermale Nutzung bezeichnet. Bei der Nutzung von heißen, nicht wasserführenden Gesteinsschichten, spricht man von petrothermalen Systemen, welche als natürlicher Wärmetauscher genutzt werden können. Die Klüfte und Risse dieser Gesteinsschichten müssen zuerst freigespült und hydraulisch mit Druckwasser aktiviert werden, um die Durchlässigkeit des Gesteins zu erhöhen. Verfahren, wie das Enhanced Geothermal System (EGS), auch als Hot Dry Rock (HDR) bezeichnet, sind allerdings noch im Anfangsstadium.

2.3 Nutzung Die ursprünglichste Nutzungsart geothermischer Energie ist die Balneologie, in der das Thermalwasser für Bade- und Heilzwecke verwendet wird. Sind die Thermalwassertemperaturen höher als 80°C, so ist eine Nutzung zur (Fern-) Wärmeversorgung oder zur Kühlung mittels Adsorptions-/Absorptionswärmepumpe möglich. Liegen die Temperaturen über 100°C kann zusätzlich auch Strom über einen ORC- oder Kalina-Dampfkreislauf erzeugt werden. Heute werden meist private Gebäude oder Firmen mit geothermischer Raumheizwärme beliefert, es könnten allerdings auch industrielle Prozesse versorgt werden, wenn die Prozesstemperaturen im Bereich der Thermalwassertemperaturen liegen. Das Lindal-Diagramm in Abbildung 1 zeigt schematisch die Temperaturanforderungen von verschiedenen Prozessen an die Wärmequelle. Im Bereich unterhalb von 100°C sind besonders Prozesse der Lebensmittelindustrie oder Landwirtschaft von Interesse für eine geothermische Nutzung. So gibt es bereits, wie in Abschnitt 4.5 beschrieben, Brauereien, Molkereien oder Gewächshäuser, welche Geothermie als Wärmequelle nutzen [2–4]. Welche weiteren Branchen für die geothermische Nutzung in Frage kommen, soll in dieser Studie geklärt werden.

Seite 4

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 1: Lindal-Diagramm für Anwendungen im Niedertemperaturwärmebereich [5, SEC37]

Durch die Erweiterung des „Produktportfolios“ kann die die Rentabilität von Geothermieanlagen erhöht werden. Das bedeutet, dass durch erweiterte Anwendungen (z.B. Trocknungsprozesse, Gewächshausbeheizung, etc.) zusätzliche Einnahmen generiert werden können und so die Wärme des Thermalwassers bestmöglich genutzt werden kann. Um letzteres zu erreichen, liegt das Bestreben auf einer größtmöglichen Temperaturspreizung, also der maximal technisch möglichen Auskühlung des Thermalwassers. Dies kann durch eine kaskadische Nutzung erreicht werden. Dabei handelt es sich um die Serien- oder Parallelschaltung von mehreren Nutzungsstufen verschiedener Temperaturniveaus, wodurch ein möglichst großer Anteil des Temperaturbereichs des Thermalwassers abgebaut werden kann. [1] In Abbildung 2 wird die ideale Nutzung einer geothermischen Quelle über mehrere Temperaturstufen und Verbraucher dargestellt. Durch die hohen Thermalwassertemperaturen kann neben der Stromerzeugung auch Wärme für Industrieverbraucher, Fernwärmekunden, Thermenbeheizung oder Fischzucht etc. zur Verfügung gestellt werden. Ein Beispiel für eine derartige Nutzung ist die Anlage in Geinberg (Abschnitt 2.7.2). Detaillierter wird auf die industrielle Nutzung in Kapitel 4 eingegangen.

Abbildung 2: Schematische Darstellung der kaskadischen Nutzung einer geothermischen Bohrung [5]

2.4 Erschließung Liegen aufgrund von Machbarkeitsstudien, seismischer Messungen oder vorhandenen Bohrungen ausreichend Informationen über den zu erschließenden Aquifer vor, wird nach Genehmigung die erste Bohrung abgeteuft. Bei dem Bohrverfahren handelt es sich um das in der Erdölindustrie entwickelte Rotary-Verfahren. Die Bohrung wird durch so genannte Casings (Rohre) ausgekleidet, welche im Bereich des Aquifers perforiert sind. Bei Fündigkeit von Thermalwasser werden Tests zur Thermalwassertemperatur, der Salinität, Förderrate und Durchlässigkeit des Gesteins durchgeführt, welche für die Auslegung der Anlage (z.B. Wärmetauscher) benötigt werden.

Seite 5

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Meist ist der natürliche Überlauf der Bohrung nicht ausreichend, weshalb eine Tauchkreiselpumpe zur Förderratensteigerung in die Bohrung abgesenkt wird. Da das entnommene Thermalwasser wieder in den Thermalwasserkörper rückgeführt werden muss, wird eine zweite Bohrung (Reinjektionsbohrung) abgeteuft. Dieser Kreislauf wird als Dublette bzw. Primärkreislauf bezeichnet. Eine Dublette für die Fernwärmeversorgung ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3: Darstellung einer Dublette für die Fernwärmeversorgung [1, p.718]

Die Reinjektionstemperatur im Primärkreislauf ist dabei technisch durch den Wasserchemismus nach unten hin beschränkt (z.B. durch Ablagerungen in den Rohren durch die Ausfällung von Mineralen im Thermalwasser bei zu niedrigen Temperaturen). Im Sekundärkreislauf wird die Wärme des Thermalwassers auf ein weiteres Arbeitsfluid übertragen und für die Erzeugung von Strom oder für die Fernwärmeversorgung verwendet. Außerdem gibt es Kombinationen zur Strom- und Wärmenutzung, wobei die Stromerzeugung den sekundären, die Wärmeauskopplung den tertiären Kreislauf darstellt. Zusätzlich werden meist bei geothermischen Fernwärmeanlagen Backup Systeme oder Spitzenlastkessel installiert.[1]

2.5 Europaweite Verbreitung 2017 waren in Europa 294 geothermische Fernwärmeanlagen mit einer thermischen Leistung von 4.940 MW in Betrieb. Im selben Jahr wurden 10 neue oder renovierte Anlagen errichtet (6 in Frankreich, 2 in den Niederlanden, 1 in Italien, 1 in Rumänien). Im Zeitraum 2012 bis 2016 wurden 60 neue Anlagen installiert. Führend mit etwa 2.400 MW ist Island, gefolgt von der Türkei (ca. 1.000 MW) und Frankreich (ca. 500 MW). Abbildung 4 zeigt die Anzahl an geothermischen Fernwärmeanlagen in Betrieb und Planung in Europa. In Österreich bestehen 10 Anlagen mit einer thermischen Leistung von ca 70 MW 1 Anlage ist momentan in Planung. [6]

Seite 6

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 4: Anzahl an geothermischen Anlagen zur Fernwärmeversorgung [6]

Die Stromproduktion 2017 in Europa erreichte mit 117 Anlagen 2.847 MWel, wovon 1.106 MWel in den letzten 5 Jahren in der Türkei installiert wurden. Bei der installierten elektrischen Leistung führt die Türkei vor Italien und Island. [6]

2.6 Chancen und Hemmnisse Für die Nutzung der Geothermie gibt es viele positive Argumente und Chancen, allerdings sind auch die Hemmnisse oder Barrieren anzuführen. Eine Zusammenfassung zu den Vor- und Nachteilen der Geothermie ist in Tabelle 2-1 aufbereitet.

Tabelle 2-1: Chancen und Hemmnisse von Geothermie (entnommen aus: [1, p.835], [7, p.9] und [5, p.2]

Chancen Hemmnisse Verfügbarkeit: Unerschöpfliche Quelle Fündigkeitsrisiko Grundlastfähigkeit (saisonale Unabhängigkeit) Hohe Investitionskosten Geringe CO2 Emissionen Geographische Abhängigkeit (Vorliegen von Aquiferen) Preisunabhängigkeit des „Brennstoffs“ Konkurrenzfähigkeit am Wärmemarkt (Konkurrenz mit Abwärme) Landschaftsschonend, weil keine optischen Technische Probleme (Kavitation von Pumpe, Scaling in Beeinträchtigungen Verrohrung) Kopplungsfähigkeit mit anderen Energieträgern oder Sozio-politische Akzeptanz Technologien Geringer Eigenbedarf Versicherungen für Fündigkeitsrisiko Gleichzeitige Produktion von Wärme und Strom Risiko von induzierter Seismizität

2.7 Status Quo Oberösterreich Oberösterreich hat mit 7 Anlagen mit etwa 70 MW vor der Steiermark momentan österreichweit die höchste installierte thermische Leistung aus geothermischen Quellen. Bei der Leistung wurde die Anlage in Mehrnbach-Ried nicht einberechnet, da sich diese noch in der Ausbauphase befindet. Abbildung 5 zeigt die geothermisch jährlich erzeugte Wärmemenge der Anlagen in Oberösterreich. 2016 wurden 132 GWh pro Jahr erzeugt.

Seite 7

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

160

140

120

100

80

60

40 geotschmisch erzeugte erzeugte [GWh] Wärme geotschmisch

20

0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Abbildung 5: Geothermische jährliche Wärmeerzeugung in Oberösterreich im Zeitraum 2005 bis 2016 [8]

Die Vorreiterrolle von Oberösterreich begründet sich mit der für die Erschließung und Nutzung vorteilhaften geologischen und hydrogeologischen Voraussetzungen des oberösterreichischen Molassebeckens. Welche Besonderheiten im Voralpengebiet vorliegen, wird im folgenden Abschnitt anhand des geologischen Aufbaus der Molassezone diskutiert werden. Zudem werden die wichtigsten Bestandsanlagen vorgestellt, sowie das Abkommen der länderübergreifenden Thermalwassernutzung zwischen Oberösterreich und Bayern (Regensburger Vertrag) diskutiert.

2.7.1 Molassebecken Aufgrund von intensiver Erdöl- und Erdgasexploration seit den 1950er Jahren ist die Geologie des oberösterreichischen Molassebeckens weitreichend erforscht und durch verschiedene Arbeiten beschrieben. Der Zielhorizont für die hydrothermale Nutzung im Molassebecken, die Malmschicht (oder Oberer Jura), bietet zwei große Vorteile. Die Struktur des Malms ist entweder verkarstet oder zerklüftet und weist so eine hohe Porosität vor, welche die Reinjektion des Thermalwassers vereinfacht. Außerdem ist die Thermalwasserqualität mit einer sehr geringen Mineralisierung für die Nutzung attraktiv, da so einerseits die Aufbereitung wegfällt, und andererseits eine Auskühlung auf niedrige Temperaturen ohne die Gefahr von Ausfällungen möglich ist. Das Vorlandbecken nördlich der Alpen entstand vor etwa 34 Millionen Jahren durch die Auflast der nach Norden drängenden Alpenfront auf den europäischen Kontinent [9]. Bei der Molasse handelt es sich um Sedimentgestein, welches (bestehend aus Geröll, Sand, Tonen und Schluffe) marin abgelagert wurde. Sie erstreckt sich vom Bereich Ingolstadt-Regensburg über Oberösterreich bis hin zum Wiener Becken (Abbildung 6).

Seite 8

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 6: Ausdehnung des Molassebeckens [10]

Geologische Schichten Um die Schichtungen der Sedimente besser zu verstehen und die für die Geothermie relevanten Schichten zu identifizieren, werden Profilschnitte von repräsentativen Bereichen herangezogen. Diese werden auf Basis von Informationen aus bestehenden Bohrungen oder Seismischen Messungen erstellt. Wie in Abbildung 7 dargestellt, liegen die verschiedenen Sedimentschichten auf kristallinem Grundgebirge, dessen Tiefe aufgrund der Überschiebung nach Süden hin zunimmt (zwischen 4.000 und 6.000m). [11].

Abbildung 7: Profilschnitte und deren Verortung, Komposition aus [9]

Abbildung 7 zeigt zwei Profilschnitte und deren Verortung, einmal auf der bayrischen (Schnitt 7, cross-section 7) und einmal auf der oberösterreichischen Seite (Schnitt 8, cross-section 8) des Molassebeckens. Folgende Erläuterungen gelten für beide Schnitte: Die unterste Schicht stellt das kristalline Basisgestein (B) dar. Darüber liegen die Seite 9

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Ablagerungen des mittleren (JM) und oberen Juras (JU). Dabei ist die relativ dünne Schicht des mittleren Juras von einer bis zu 600m dicken Schicht des oberen Juras überlagert. Bei den oberen 240 Meter des oberen Juras handelt es sich um die gesuchten Aquifere aus weitgehend verkarsteten und wasserführenden Karbonaten [10]. Oberhalb des oberen Juras liegen Ablagerungen aus der Kreidezeit (K) mit Schichtdicken zwischen 400 und 1.000m, deren untere Schichten aus Sandstein bestehen und zum Teil mit den Karstgesteinen des oberen Juras verbunden sind. Aufgrund dieser Verbindungen können diese Schichten ebenfalls für die hydrothermale Exploration von Interesse sein [10]. Alle darüber liegenden Schichten bieten keine hydrothermale Nutzung. Vergleicht man die beiden Schnitte, so sieht man, dass das Landshuter Hoch von etwa 1.000 Meter auf 2.500 Meter in Oberösterreich absinkt. Der Anteil des Malms in Bayern ist zwar größer als in Oberösterreich, allerdings fällt die Tiefe der gesuchten Malmschicht (südlich des Landshuter Hochs) von 1.500 auf bis zu ca. 5.500 Meter ab. Wohingegen in Oberösterreich die Tiefe des Malms, getrennt durch den Rieder Abbruch, zwischen 1.000 und 2.500 Metern liegt. Südlich des Landshuter Hochs fällt auch in Oberösterreich die Malmschicht auf bis zu 5.000 Meter ab und wird in Richtung Osten immer stärker durch die Schuppenzone (allochthone Masse, grau in Profilschnitt) überdeckt. [12] Hydraulische Barrieren und Störungszonen Als hydraulische Barrieren (rote Line, Abbildung 8) sind neben der Zentralen Schwellenzone und der Rieder- Störung, zwei Ost–West streichende Störungen im Braunauer Trog und eine Störung bei Obernberg anzuführen. Mit Ausnahme der Südbegrenzung der zentralen Schwellenzone und der Störung bei Obernberg ist bei all diesen Barrieren zumindest abschnittsweise eine laterale Strömung (blau, strichliert) möglich.

Abbildung 8: Störungszonen im Molassebecken [10]

Die hydraulische Barriere-Wirkung der Ried-Störung, begründet durch die großen vertikalen Versatzbeträge (600m Versatz von Hoch- und Tiefscholle), wird auch durch den bisherigen Versuchsbetrieb an der Dublette Mehrnbach bestätigt. [10]

2.7.2 Bestandsanlagen Momentan sind in Oberösterreich sieben geothermische Anlagen zur Fernwärmeversorgung in Betrieb (Abbildung 9), wobei in Altheim zusätzlich Strom erzeugt wird. Der Endausbau der Anlage in Mehrnbach/Ried mit einer dritten Bohrung ist momentan aufgrund einer Bohrhavarie verzögert. Eine Übersicht zu den Leistungsdaten der Anlagen ist in Tabelle 2-2 aufgelistet. Im Anschluss wird jede einzelne Anlage detailliert beschrieben.

Seite 10

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 9: Standorte der oberösterreichischen geothermischen Anlagen

Tabelle 2-2: Überblick zu den Betriebsdaten der bestehenden geothermischen Anlagen in Oberösterreich

3

2

2

/l]

]

2

temperatur [°C] temperatur

l/s

art art

nahme

temperatur [°C] temperatur [ rate

ineralisation [mg ineralisation

Anlagenname Inbetrieb Einheit Geologische Nutzungs [m] Bohrtiefe Förder Reinjektions M Förder [MW] Leistung Installierte Betreiber 2.306- Altheim 1999 OJ FW, SE 93-99 k.A. 1.000 100 18,8 Marktgemeinde Altheim 2.165 2.127- Geinberg 1999 OK/ OJ FW, BL 100 30 1.000 52 7,8 Therme Geinberg 2.225 OK / OJ 2.056– Fernwärme Haag am Hausruck Haag 1996 FW, BL 83 k.A. 1.500 20 2,2 /MJ 1.650 GmbH & Co KEG 1.560 - 1.100- Obernberger Thermalwasser Obernberg 2000 OK / OJ FW 80 35 20 1,7 k.A. 2.500 GmbH 2.650 - 1.150- Mehrnbach/Ried 2015 OJ FW 87 k.A. 65 254 Energie Ried k.A. 2.000 1.848- Geothermie-Wärmegesellschaft Simbach-Braunau 2003 OJ FW 80 57 1.100 90 9,3 1.942 Braunau-Simbach mbH. 2.214- Geothermie St. Martin GesmbH. & St. Martin 2002 OK / OJ FW 87 k.A. 1.100 46 8-105 1.793 Co. KG

OJ… Oberjura, MJ… Mitteljura, OK… Oberkreide, FW… Fernwärme, SE… Stromerzeugung, BL… Balneologie

2 Entnommen aus: [10]. 3 Entnommen aus [11]. 4 Quelle: [13]. 5 Quelle: [14]. Seite 11

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Altheim Altheim ist nach der Anlage in Mehrnbach-Ried die größte geothermische Fernwärme- und Stromerzeugungsanlage in Oberösterreich. Die Erschließungsbohrung Altheim Thermal 1 wurde ausschließlich durch den Betreiber finanziert und war 1989 die erste erfolgreiche Geothermiebohrung in Österreich. Die Vertikalbohrung wurde aufgrund technischer Probleme bei 1.800 Meter auf eine Tiefe von 2.306 Meter in den Oberjuraaquifer abgelenkt, woraus sich bei freiem Überlauf ein Volumenstrom von 46 l/s bei 105°C ergab [11]. Zu Beginn wurde die Thermalwasserführung ohne Reinjektion durchgeführt, d.h. das Thermalwasser wurde über einen Wärmetauscher für die Nahwärmeversorgung abgearbeitet und danach abgekühlt in die Vorflut abgeleitet. Im Zuge eines EU-Projektes erfolgte 1998/1999 dann die Vervollständigung zur Dublette (Altheim Thermal 2, 2.165 Meter TVD) [15]. Durch den zusätzlichen Einbau einer elektrischen Tauchkreiselpumpe konnte die Förderrate auf 100 l/s gesteigert werden.

2001 erfolgte die Erweiterung um eine ORC-Stromerzeugungsanlage mit 500 kWel, welche wiederum zu diesem Zeitpunkt österreichweit die erste ihrer Art war. [11, 15] Der Betrieb der Anlage ist vorrangig für die Fernwärmeversorgung ausgelegt, wobei im Winter maximal 50 l/s und im Sommer 7-8 l/s des Thermalwassers genutzt werden. Durch das Fernwärmenetz werden derzeit 710 Abnehmer (40% der Einwohner Altheims) versorgt. Die Stromerzeugung wird im Winter mit ca. 40 l/s und im Sommer mit 80 l/s (in Abhängigkeit von den Außentemperaturen und dem Pegelstand, da das Kühlwasser nur in einem bestimmten Rahmen erwärmt werden darf) betrieben. [15] Geinberg Die Anlage ist 4 km von Altheim entfernt und basiert auf einer nicht fündigen Kohlenwasserstoffbohrung (Geinberg 1) aus dem Jahr 1974. Da man bei einer Teufe von 2.127 Meter Thermalwasser fand [15], wurde die Bohrung auf eine Endteufe von 2.176 Meter TVD vertieft. Sie liefert nun aus dem Bereich Oberjura/Oberkreide Thermalwasser mit einer Temperatur von 105°C bei einem freien Überlauf von 22 l/s [15]. 1980 wurde das Nahwärmenetz neben Bad Waltersdorf als erstes geothermisches Nutzungsprojekt in Betrieb genommen. 1998 wurde zur Einrichtung einer Dublette eine weitere Bohrung (Geinberg Thermal 2) mit einer Endteufe von 2.225 Meter TVD und einem Abstand von 1.600m des Landungspunktes von Geinberg Thermal 1 niedergebracht [11]. Dabei wurde Geinberg Thermal 2 zur Förder-, Geinberg 1 zur Reinjektionsbohrung. Der freie Überlauf betrug 25 l/s und wurde 2013 durch Installation einer Tauchkreiselpumpe auf 52 l/s erhöht [11]. Die Besonderheit dieser Anlage (Abbildung 10) ist die Realisierung einer geothermischen Kaskade. Dabei wird ein Temperaturintervall von 75°C kaskadisch wie folgt abgebaut [1]:  Fernwärme der Ortschaft Geinberg: 95-53°C (4,3 MW)  Thermenzentrum Geinberg: 100-66°C (3 MW)  Beheizung von 1,5 ha Gewächshäuser: 50-35°C (2 MW)  Auskopplung von 10% (max. 2,5 l/s) der Förderrate: Beckennachfüllung, balneologische Anwendungen, Verkauf von Thermalwasser in der Therme Geinberg Nach der Nutzung wird das Thermalwasser bei 30°C in den Aquifer rückgeführt, maximal 3 l/s des ausgekoppelten balneologisch genutzten Thermalwassers wird nicht reinjiziert [1].

Seite 12

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 10 Geinberg - Schema der Kaskadennutzung [1, p.253]

Simbach-Braunau Bei der Anlage in Simbach-Braunau handelt es sich um ein grenzüberschreitendes Geothermieprojekt zur Fernwärmeversorgung zwischen den Gemeinden Simbach am Inn, Braunau am Inn und dem Landkreis Rottal-Inn mit regionalen und überregionalen Energieversorgern. Vom Anlagenstandort in Simbach wurde durch eine vertikale Reinjektions- (1.848 Meter TVD) und eine 67° nach Oberösterreich abgelenkte Förderbohrung (1.942 Meter TVD) die wasserführende Schicht des vorliegenden Oberjuras erschlossen Die Thermalwassertemperatur beträgt 80°C bei 35 l/s freiem Überlauf bzw. einem maximal geförderten Volumenstrom von 90 l/s. [16] Das Thermalwasser wird danach bei 57°C wieder reinjiziert [17]. Daraus ergibt sich eine thermische Leistung von 9,4 MW. Der Fernwärmeanschlusswert zur Versorgung der Städte Simbach und Braunau beträgt 45 MW, der geothermische Anteil an der Jahresarbeit von ca. 60 GWh liegt bei 49 GWh. Die Anlage kommt auf 4.400 Vollaststunden, die Spitzenlastabdeckung übernehmen zwei Erdgaskessel [1], welche das auf 80°C erhitzte Fernwärmewasser während der kalten Jahreszeit auf die erforderlichen Betriebstemperaturen von bis zu 110°C erhitzen [17]. Haag Bei der Anlage in Haag handelt es sich um ein geothermisches Nahwärmesystem. Die Förderbohrung Haag Thermal 1 wurde 1991 auf 2.056 Meter abgeteuft. Die Thermalwassertemperatur liegt bei 83°C mit einer Förderrate von 20 l/s. [15] Das abgekühlte Thermalwasser wird in der ehemaligen Kohlenwasserstoffbohrung Trattnach 9 (1.650 Meter TVD) reinjiziert und somit dem Thermalgrundwasserkörper wieder zugeführt. 1996 ging die Nahwärmeversorgung in der ersten Ausbaustufe mit 1,5 MW in Betrieb. Besonderheit dieser Anlage ist der Verzicht auf einen zwischengeschalteten Wärmetauscher zum Nahwärmenetz. In diesem Fall fließt das Thermalwasser direkt durch korrosionsresistente Leitungen. Dies führt zu einer höheren Spreizung der Vor- und Rücklauftemperatur und erhöht damit die Effizienz der Anlage um etwa 15%. Die höheren Investitionskosten stehen einer Einsparung von 1,1 km Transportleitungen zwischen Förder- und Reinjektionsbohrung gegenüber. Neben der Nahwärmenutzung (250 Kunden) erfolgt zusätzlich eine balneologische Nutzung in geringem Umfang (100 m³/a). [15] Mehrnbach/Ried Die Anlage in Ried/Mehrnbach soll die größte Anlage in Oberösterreich werden. Die erste Bohrung wurde 2011 auf 2.650 Meter in den Heißwasserstrom des Rieder Abbruchs abgeteuft und liefert bei einer Thermalwassertemperatur von 102°C eine Förderrate von 85 l/s. Durch die Bohrung kam es allerdings nachweislich zu Druckverlusten an den

Seite 13

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Thermen im bayrischen Bad Füssing, welche ebenfalls aus dem gleichen Reservoir (Oberjura) fördern. Diese hydraulische Beeinflussung zwang die Betreiber aufgrund internationaler Verträge (Regensburger Verträge, Abschnitt 2.7.4) zum Handeln: Die Reinjektionsbohrung wurde zur Förderbohrung umfunktioniert mit dem Nachteil einer geringeren Thermalwassertemperatur (87°C). Die Anlage wurde 2015 offiziell eröffnet, wobei der Betrieb aufgrund einer behördlichen Auflage auf 65 l/s (3-jähriger Probebetrieb) anstatt 75 bis 80 l/s beschränkt wurde. Aufgrund des großen Kundenandrangs wurde eine weitere Bohrung projektiert. Diese dritte Bohrung sollte in das gleiche "Reservoir" reinjizieren, so dass die Wasserbilanz für die Thermen in Füssing gleich bleibt. Bei den Bohrarbeiten zur dritten Bohrungen 2017 kam es allerdings zu einer Havarie in einer Tiefe von 550 Meter durch die Verfüllung mit Zement der Verrohrung. Die Bohrfirma hatte daraufhin Insolvenz angemeldet und die Bohrung musste aufgegeben werden. In Februar 2018 wurde eine weitere Bohrung im Abstand von 6 Meter zur havarierten Bohrung ausgeschrieben. Bis zur Fertigstellung der Bohrung muss die Heizperiode mit einem Gas-Kessel überbrückt werden. Dabei handelt es sich je nach Winter um 0,3 bis 3 GWh. Geplant war in der ersten Ausbaustufe die Versorgung von 250 Abnehmern aus Ried und 150 aus Mehrnbach, im späteren Endausbau sollten 1300 Kunden über ein 26 km langes Leitungsnetz mit Fernwärme beliefert werden [18]. Insgesamt sollen jährlich 67 GWh Wärme erzeugt werden. Erfolgsunternehmen der Umgebung wie etwa Fischer Sports, FACC und Benteler-SGL haben ihre Raumwärmeversorgung auf Geothermie-Basis umgestellt [19]. Obernberg Die Anlage in Obernberg versorgt 335 Abnehmer (Haushalte, Gewerbebetriebe und öffentliche Gebäude) mit Fernwärme [20]. 1993/94 wurde die Bohrung Oberfeld 1 auf eine Tiefe von 1.560 Meter abgeteuft. Ab einer Teufe von 1.521 Meter wurde bereits eine thermalwasserführende Schicht vorgefunden [15], mit 80-85°C heißem Wasser bei einer Förderrate von 20 l/s. Die Reinjektionsbohrung Obernberg Thermal 2 wurde 1998 gebohrt. Das auf 35°C abgekühlte Thermalwasser wird seit dem Jahr 2000 durch die geschlossene Dublette wieder rückgeführt [20]. St. Martin Die Anlage in St. Martin versorgt alle öffentlichen Gebäuden und 200 private Gebäude der Ortschaften St. Martin und Ort im Innkreis mit Fernwärme, was einem Drittel der Abnahme entspricht. Die restlichen 2/3 entfallen auf angeschlossene Industriebetriebe. Das Leitungsnetz ist dabei 25 km lang [14]. Die Förderbohrung St. Martin Thermal 1 wurde 1998 auf 2.214 Meter abgeteuft und stellt Thermalwasser mit 93°C zur Verfügung und wird mittels Pumpe bei einem maximal genehmigten Volumenstrom von 46 l/s gefördert. Die Reinjektionsbohrung St. Martin Thermal 2 wurde 1999 in einer Teufe von 1.793 Meter niedergebracht. [15] Nach erfolgreicher Durchführung der wasserwirtschaftlichen Versuche und des Probebetriebes wurde die Dublette 2002 in Betrieb genommen. Die thermische Leistung liegt bei 8-10 MW, die jährliche Wärmeproduktion liegt bei 15-20 GWh. Zusätzliche elektrische Eigenverbräuche von 1,2 GWh ergeben sich aus dem Betrieb der Pumpen und des Verteilsystems. [14]

2.7.3 Rechtlicher Rahmen in Österreich Vorhaben der geothermischen Nutzung in Österreich unterliegen verschiedenen Rechtsvorschriften wie dem Mineralrohstoffgesetz, dem Wasserrecht, dem Forst- und Naturschutzrecht, sowie dem Gewerberecht. Bergbautechnischen Anwendungen, wie Suchen und Erforschen von geothermischen Vorkommen, oder Bohrvorhaben zur Erschließung dieser Energie werden durch die Rechtsnormen des Bohrlochbergbaus in Österreich geregelt. Diese Normen liegen im Wesentlichen im Mineralrohstoffgesetz, in der Bohrlochbergbauverordnung, der Markscheideverordnung und der Bergpolizeiverordnung vor. [21] Die eigentliche Förderung bzw. Nutzung des Thermalwassers unterliegt der Zuständigkeit der Bergbaubehörden und der Wasserrechtsbehörden. Dabei endet die Verantwortlichkeit der Bergbaubehörde bei der Errichtung der

Seite 14

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Anlagen am Förderplatz. Die Erschließung, Gewinnung, Nutzung und Schutz des Thermalwassers wird durch das Wasserrechtsgesetz geregelt. [21] Letzteres besagt [22]: „Unter nachhaltiger Nutzung ist eine zielgerichtete Verteilung des verfügbaren Dargebots von Thermalgrundwasser zu verstehen. Damit soll auch für zukünftige Generationen eine Nutzung des Thermalgrundwassers in möglichst gleichem Ausmaß und gleicher Qualität sichergestellt werden. Eine nachhaltige Nutzung ist nur dann gegeben, wenn die Faktoren Quantität, Qualität, Stoff- und Energieeinsatz sowie die Gesamtkosten der Nutzung berücksichtigt werden.“ Das bedeutet u.a., dass das entnommene Thermalwasser vollständig in den Aquifer reinjiziert werden muss. Dabei darf neben einer Temperaturänderung des Wassers keine qualitative oder quantitative Änderung stattfinden. Im Falle einer balneologischen Nutzung darf das verwendete Wasser aufgrund der veränderten Beschaffenheit (hygienische Belastung) nicht reinjiziert werden. Die balneologische Nutzung kommen weitere Bestimmungen wie Kurortgesetze des Bundes und der Länder sowie das Bäderhygienegesetz in Betracht. Des Weiteren wurde Anfang der 90er Jahre zwischen Bayern und Oberösterreich der Regensburger Vertrag geschlossen, der die Erfüllung wasserwirtschaftlicher Aufgaben und den Vollzug der wasserrechtlichen Vorschriften im österreichischen und deutschen Einzugsgebiet der Donau regelt. Im folgenden Abschnitt 2.7.4 wird detaillierter auf den Vertrag eingegangen.

2.7.4 Regensburger Vertrag Bei dem Regensburger Vertrag (in Kraft getreten gemäß Art. 12 Abs. 2 am 1. März 1991) handelt es sich um eine Zusammenarbeit zwischen Oberösterreich und Bayern auf dem Gebiet der Wasserwirtschaft, insbesondere bei der Erfüllung wasserwirtschaftlicher Aufgaben (wie Gewässerschutz und Abflussverhältnisse) und beim Vollzug der wasserrechtlichen Vorschriften im österreichischen und deutschen Einzugsgebiet der Donau. Die Form der Zusammenarbeit umschließt dabei den Austausch von Erfahrungen, Informationen (über Vorschriften und Maßnahmen im Bereich der Wasserwirtschaft), Veröffentlichungen, Vorschriften und Richtlinien. Vorhaben an grenzbildenden Gewässerstrecken und im Hoheitsgebiet beider Republiken, welche den ordnungsgemäßen Wasserhaushalt des jeweils anderen Staates beeinflussen können, müssen behandelt werden. Im Bereich der geothermischen Nutzung wurde eine Expertengruppe „Thermalwasser“ gegründet mit der Aufgabe der Erstellung von Grundsatzpapieren 6 zur Thermalwassernutzung im niederbayrisch-oberösterreichischen Molasse-becken für eine nachhaltige Bewirtschaftung des Thermalwasserkörpers. [24] „Grenzüberschreitend relevant“ ist eine Thermalwassernutzung dann, wenn fachlicherseits eine Beeinträchtigung der Gewässer des Nachbarstaats vorweg nicht ausgeschlossen werden kann. Liegt dieser Fall vor, ist eine grenzüberschreitende Abstimmung mit den zuständigen Behörden und Fachstellen erforderlich. [25] In der ersten Auflage des Grundsatzpapiers [26] wurde von der ständigen Gewässerkommission ein 2D- Strömungsmodell zur Bilanzierung des Thermalwasservorkommens im Molassebecken in Auftrag gegeben. Die Berechnung verschiedener Lastfälle aufgrund zusätzlicher Entnahme im Zentralbereich ergab eine erhebliche Absenkung der Druckspiegel. [27]. In der Realität führte 1996 die Entnahme (ohne Reinjektion 70l/s von Dargebot 280-290 l/s) im Grenzbereich in Bad Füssing zu einer Druckspiegelabsenkung von 30m. Bis 2010 konnte die Nettoentnahme um ca. 35% durch die Thermalwasserrückführung gesenkt werden, was zu einer Verbesserung der Druckverhältnisse führte. [23]

6 Die Grundsatzpapiere sind das Ergebnis technisch–wissenschaftlicher Gemeinschaftsarbeit von Vertretern des Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit, München, des Bayerischen Landesamtes für Umwelt, Augsburg, des Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, Wien sowie des Amtes der Oberösterreichischen Landesregierung, Linz. Die neueste vorliegende Fassung vom Juli 2012 stellt die überarbeitete Fassung der Erstauflage vom März 2002 dar. ([23])

Seite 15

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Wie sich die Veränderung der Temperatur im Untergrund durch die geothermische Nutzung auf die Druckverhältnisse auswirkt und ob dadurch eine großräumige Reduzierung der Thermalwassertemperaturen hervorgerufen wird, wurde in einer Grundsatzuntersuchung mit dem Titel „Thermische Auswirkungen von Thermalwassernutzungen im oberösterreichisch-niederbayerischen Innviertel“ untersucht und in der zweiten Auflage der Grundsatzpapiere verarbeitet [25]. Die Ergebnisse der Studie zeigen nur eine lokal begrenzte thermische Auswirkung der geothermischen Nutzung. Gefolgert wird, dass vorrangig auf die Entnahmemenge und zweitrangig auf die Reinjektion des abgekühlten Thermalwassers geachtet werden soll [23]. Im Zeitraum von 2012 bis 2015 wurde das EU-Projekt GeoMol (Geologische 3D-Modellierung des österreichischen Molassebeckens und Anwendungen in der Hydrogeologie und Geothermie im Grenzgebiet von Oberösterreich und Bayern) mit 14 Partnern aus 6 Ländern durchgeführt. Dabei wurden die Ergebnisse der tektonisch-geologischen 3D- Modellierung, bohrloch-geophysikalische, geothermische, hydraulische, hydrochemische und isotopenhydrologische Daten von Geothermie-Bohrungen neu interpretiert und ein aktualisiertes hydrogeologisches Konzeptmodell für den Oberjura-Aquifer erstellt. Verglichen mit den bestehenden Arbeiten wurde das Pilotgebiet erweitert und erstmals der Bereich südlich der zentralen Schwellenzone mitbetrachtet. Es wurde für den Pilotbereich zusätzlich ein geostatisches und ein konduktives Temperaturmodell für den Aquifer erstellt, welche für die Potentialberechnung dieser Studie verwendet wurden. [10]

2.8 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung In diesem Kapitel wurde erörtert, dass sich der geothermische Temperaturgradient aus 30% Gravitationswärme und 70% radioaktivem Zerfall in der Erdkruste ergibt und zwischen tiefer, oberflächennaher, niedrig- oder hochenthalper Geothermie unterschieden werden kann. Die verschiedenen Nutzungsarten von Stromerzeugung über Fern-, Prozesswärme oder Balneologie wurden erörtert sowie die Erschließung eines geothermischen Aquifers beschrieben. Außerdem wurde die Verbreitung in Europa, mit einer installierten thermischen Gesamtleistung von knapp 5 GWth vorgestellt, wobei Österreich einen Anteil von etwa 70 MW beiträgt. Nach der Beschreibung der Chancen und Hemmnisse der Geothermie wurde auf den Momentanen Stand der Entwicklungen in Oberösterreich eingegangen. Der geologische Aufbau des oberösterreichischen Molassebeckens und dessen Erschließungshorizont der Malm (bzw. Oberer Jura) wurden anschaulich erklärt und die Besonderheiten herausgehoben. Darauf folgend wurden die 8 Bestandsanlagen angeführt und deren Betriebsdaten und –Führung vorgestellt. Zusätzlich wurde kurz auf die rechtlichen Aspekte der Geothermie in Österreich eingegangen und zum Schluss die Wirkungsweise der bilateralen Regensburger Verträge zwischen Oberösterreich und Bayern bezüglich der Thermalwassernutzung erörtert. Ausblick Das Auftreten der Druckverluste in Füssing zeigte, dass die theoretische Modellierung das Verhalten des Aquifers nicht hinreichend beschrieb. Deshalb sollte auch in Zukunft an der Modelbildung gearbeitet werden, wie etwa im GeoMol Projekt.

Seite 16

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Seite 17

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

3 Potentialberechnung Dieses Kapitel behandelt die Berechnung des Potentials für eine hydrothermale geothermische Nutzung in Oberösterreich. Im ersten Abschnitt werden vorangegangene Studien vorgestellt und diskutiert, die sich bereits mit der Potentialbestimmung in Oberösterreich beschäftigt haben. Darauffolgend werden im Abschnitt Methodik die Datengrundlage und –Verarbeitung, die Annahmen sowie die verwendeten Programme dieser Studie vorgestellt. Um ein geothermisches Potential berechnen zu können werden als Berechnungsbasis die Thermalwasser- temperaturen auf Gemeindebasis benötigt. Diese werden in Abschnitt 3.3 hergeleitet und die Ergebnisse in Form von einer Heatmap dargestellt. Letztere ermöglicht eine einfache Identifikation von Gemeinden mit attraktiven oder weniger attraktiven Thermalwassertemperaturen. Um des Weiteren schätzen zu können, welche thermischen Leistungen durch die Errichtung einer Dublette pro Gemeinde erschlossen werden können, wird im nächsten Schritt basierend auf den mittleren Thermalwassertemperaturen die thermische Leistung berechnet. Um das gesamte technische Potential aller Gemeinden zu ermitteln, wird angenommen, dass die Erschließung einer Dublette einem gewissen Flächenbedarf unterliegt. Durch Einbeziehen der Gemeindeflächen wird dann die gesamte installierbare thermische Leistung berechnet. Durch die Ergebnis-Heatmap können auch hier wiederum die Gemeinden mit dem höchsten Potential identifiziert werden. Das gesamte technische Wärmepotential errechnet sich schließlich aus den Leistungen pro Gemeinde und den jährlichen Volllaststunden. Abschluss des Kapitels bildet eine Diskussion und Zusammenfassung der Ergebnisse mit einem Ausblick.

3.1 Vorangegangene Studien Es wurden bereits mehrere Studien zu den Potentialen der hydrothermalen Nutzung in Österreich veröffentlicht. Tabelle 3-1 zeigt eine Übersicht zu den Studien und deren berechneten Potentialen. Folgend werden aus den Studien nur die Anteile der Potentiale für Oberösterreich betrachtet. Jede der Studien hat unterschiedliche Herangehensweisen, Detailierungsgrad und Zielsetzungen. So beschäftigen sich bspw. Streicher et al. (2010) und Stanzer et al. (2010) mit der Berechnung der Potentiale aller erneuerbaren Energiequellen in Österreich, wovon das geothermische Potential ist nur einen Teil der Analyse darstellt. Es sei darauf hingewiesen, dass im Großteil der Studien eine geothermische Raumwärmeversorgung angenommen wurde, was aufgrund niedriger Volllaststunden zu keiner optimalen Ausnutzung der Wärme des Thermalwassers führt.

Tabelle 3-1: Übersicht über Studien zu Potentialen

Einheit Potential Studie

Theor. Potential TWh/a 4.500 Streicher et al. (2010) – Energieautarkie für Österreich 2050 Technisches Potential TWh/a 0,61 [28] Zusätzl. Erschließbare Leistung MW 150 Goldbrunner (2012) – Status und aktuelle Entwicklungen der Zusätzl. Erschließbares Potential TWh/a 0,6-1,27 Geothermie in Österreich [29] Potential 2020 TWh/a 0,26 Erweitertes Potential 2020 TWh/a 0,42 Könighofer et al. (2014) – Potential der Tiefengeothermie für Potential 2050 TWh/a 0,48 die Fernwärme- und Stromproduktion in Österreich [11] Erweitertes Potential 2050 TWh/a 0,60 Technisches Potential TWh/a 3,34 Stanzer et al. (2010) – REGIO Energy Reduziertes technisches Regionale Szenarien erneuerbarer Energiepotentiale in den TWh/a 2,50 Potential Jahren 2012/2020 [30]

7 Eigene Berechnungen mit 4.000-8.000 h/a Betriebsstunden pro Jahr Seite 18

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Streicher et al. (2010) - Energieautarkie für Österreich 2050 Streicher et al. (2010) schätzen in ihrer Studie die gesamte in Aquiferen im oberösterreichischen Molassebecken gespeicherte Energie (Heat in Place) auf 8.100 EJ (2,25 EWh). Für ihre weiteren Berechnungen unterstellen sie eine Nutzungsdauer von 500 Jahren, woraus sich ein theoretisches Potential von 16,2 EJ/a (4.500 TWh/a) ergibt. Durch eine Vielzahl an geologischen und technischen Einschränkungen (z.B. Zonen geringer Ergiebigkeit aufgrund geringer Porosität oder Permeabilität im Aquifer) schätzen sie ein technisch nutzbares Potential für die Wärmeversorgung von 2,2 PJ/a (0,61 TWh/a) bei einer Reinjektionstemperatur von 15°C ab. Goldbrunner (2012) – Status und aktuelle Entwicklungen der Geothermie in Österreich Goldbrunner (2012) schätzt in einem Beitrag für das Transenergy Symposium für das oberösterreichische Molassebecken eine mittelfristig erschließbare Leistung von mindestens zusätzlich 150 MW. Bei einer unterstellten Jahresnutzung (eigenen Annahmen) von 4.000 bis 8.000 h/a ergäbe dies ein Potential von 0,6-1,2 TWh/a. Könighofer et al. (2014) – Potential der Tiefengeothermie für die Fernwärme- und Stromproduktion in Österreich Könighofer et al. (2014) haben in ihrer Studie zwei Szenarios mit jeweils zwei Potentialen (Annahmen: Tabelle 3-2) errechnet. Dabei werden für die Szenarien 2020 und 2050 jeweils ein normales und ein erweitertes Potential ermittelt. Letztere unterscheiden sich in der Anzahl an die in die Berechnungen einfließenden Gemeinden, welche die Kriterien der geothermischen Wärmeversorgung erfüllen. Das „normale“ Potential ist konservativ, das „erweiterte“ lässt mehrere Gemeinden zu. Die berechneten Szenarien beschreiben das Potential für die realisierbare geothermische Wärmeversorgung und sind bereits mit der Wärmenachfrage verschnitten. D.h. Siedlungseinheiten, zusammengefasste Gemeinden, bestehende Fernwärme- und Ausbaupläne wurden berücksichtigt. So ergibt das Potential 2020 (aus der berechneten installierbaren Leistung von 105 bis 166 MW) eine Wärmeversorgung von 0,26 bis 0,42 TWh/a, das Potential 2050 (aus der berechneten installierbaren Leistung von 190 bis 240 MW) von 0,48 bis 0,60 TWh/a. Für die Berechnung des Potentials wurden Volllaststunden von 2500 h/a angenommen.

Tabelle 3-2: Rahmenbedingungen für die Potentialberechnung aus [11]

Rahmenbedingungen Einheit Potential 2020 Potential 2050 Schüttung l/s 70 70 Bohrtiefe m Ab 2.000 bis 6.000 Über 6.000 Hydrothermales - 2 oder 3 2 oder 3 Potential Leistung Geothermie MW >10 >10 Rücklauftemperatur °C 50 40 Fernwärmeanteil % 30 40 Fernwärmenachfrage GWh/a >30 >30

Stanzer et al. (2010) – Regionale Szenarien erneuerbarer Energiepotentiale in den Jahren 2012/2020 Für das technische Potential nehmen Stanzer et al. (2010) drei verschiedene geothermische „Leistungsklassen“ an. Für die oberösterreichische Molasseschicht wird dabei ein Wert von 0,54 GWh/Jahr und km² (höchste Klasse) angenommen. Beim geothermischen technischen Flächenertrag wurde angenommen, dass ein technischer Ertrag möglich ist, welcher der doppelten derzeit bestehenden Anlagendichte (Oberösterreichischen und Südsteiermark) entspricht. Die Anlagenabstände wurden mit 5 km festgelegt. Es ergibt sich ein Potential von 3,34 TWh/a. Für das reduzierte technische Potential werden ökonomische Randbedingungen, sowie technisch-raumstrukturell bedingte Restriktionen beachtet und einbezogen. Da es sich um die geothermische Raumwärmeversorgung handelt, werden nur Potentialflächen im Dauersiedlungsraum betrachtet. Es ergibt sich dadurch ein reduziertes technisches Potential von 2,5 TWh/a.

Seite 19

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

3.2 Methodik Ziel dieses Abschnitts ist es, auf Gemeindeebene in Oberösterreich qualitativ und quantitativ eine Aussage zur möglichen Nutzung der geothermischen Ressource treffen zu können. Die Vorgehensweise der Berechnung ist in Abbildung 11 dargestellt. Qualitativ soll im ersten Schritt durch die Erstellung einer Thermalwasser-Heatmap gezeigt werden, welche Gemeinden grundsätzlich eine ausreichend hohe Thermalwassertemperatur für eine hydrothermale Nutzung aufweisen. Dazu wird zu jeder Gemeinde ihre maximale, mittlere und minimale Thermalwassertemperatur berechnet. Dabei werden nur Gemeinden miteinbezogen, welche theoretisch Zugang zum Thermalwasser haben, also oberhalb des definierten Malm-Aquifers liegen. Aus der Heatmap kann folgend abgelesen werden, welche Gemeinden oder Regionen potentiell interessant sind und in welchem Temperaturbereich die Wärme zur Verfügung gestellt werden kann. Im nächsten Schritt wird auf Gemeindeebene mit Hilfe der Temperaturen (für verschiedene Szenarien-Annahmen) die Wärmeleistung berechnet, welche durch die Errichtung einer Dublette in einer Gemeinde erreicht werden kann. Um die gesamte Wärmeleistung jeder Gemeinde berechnen zu können, muss die Gemeindefläche berücksichtigt werden. Es stellt sich die Frage, wie viele Dubletten theoretisch auf der Gemeindefläche errichtet werden können. Über einen Mindestflächenbedarf der Dublette wird dann die theoretisch installierbare Leistung pro Gemeinde ermittelt. Über die Jahresvolllaststunden wird im letzten Schritt auf das theoretische Wärmepotential pro Gemeinde geschlossen. Die Ergebnisse jeden Schrittes werden in Form von Heatmaps aufbereitet und zusätzlich durch Datentabellen ergänzt.

Daten – data.gv Daten – Geomol

QGIS

Annahmen Temperaturmodell Heatmap + Datentabelle Temperaturmodell

Annahmen Leistung Leistung pro Dublette Heatmap + Datentabelle pro Dublette

Annahmen Leistung Leistung pro Gemeinde Heatmap + Datentabelle pro Gemeinde

Annahmen Potential Potential pro Gemeinde Heatmap + Datentabelle pro Gemeinde

Abbildung 11: Schematische Darstellung der Berechnungsmethodik

In den folgenden Abschnitten werden alle nötigen Daten, die verwendeten Programme und Berechnungsmethodik für die Temperaturen der Heatmap, sowie die Annahmen für die Potentialberechnung vorgestellt.

Seite 20

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

3.2.1 Datengrundlage Für die Berechnungen der hydrothermalen Temperaturen für die oberösterreichischen Gemeinden wurden Daten aus verschiedenen Quellen im Geoinformationssystem QGIS verarbeitet, welche folgend aufgelistet und kurz beschrieben werden: Daten der Geologische Bundesanstalt (GBA) – Quelle: GeoMol Projekt [10]):  Ausdehnung Malm: Zeigt die räumliche Ausdehnung des Malms (Oberjura) inklusive den Störungszonen in Oberösterreich und im Wiener Becken.  Ausdehnung Allochthon: Zeigt die räumliche Ausdehnung der Allochtonen Molasse (Schuppenzone). Aufgrund geringer Datensicherheit und sehr großer Bohrtiefen stellt sie die südliche Begrenzung des Betrachtungsgebiets dieser Studie dar.  Temperaturmodell Malm im Pilotgebiet (98490 Datensätze): Zum Zeitpunkt dieser Studie war das konduktive Temperaturmodell der GBA nur für einen eingeschränkten Bereich in Oberösterreich und Bayern verfügbar. Es besteht aus einer Punktewolke mit zugehörigen Koordinaten, Tiefen- und Temperaturdaten, welche aus dem numerischen Model der GBA exportiert wurden. Letzteres wurde aus gemessenen Temperaturwerten aus Bohrungen im Pilotgebiet sowie den formationsabhängigen thermischen Gesteinseigenschaften abgeleitet und danach mit Realwerten kalibriert.  Begrenzungsfläche Temperaturmodell: Zeigt die Ausdehnung des Pilotgebiets in Oberösterreich.  Tiefenkarten Malm: Der Datensatz besteht aus einer Punktwolke mit zugehörigen Koordinaten sowie der Tiefenlage der Malmoberkante im Molassebecken Oberösterreichs.  Begrenzungsfläche Tiefenmodell: Zeigt die Ausdehnung des Tiefenmodells in Oberösterreich.  Mächtigkeitskarte Malm: Dieser Datensatz enthält Informationen zu der lokalen Mächtigkeit (Schichtdicke) der potentiell interessanten Malmschicht in Oberösterreich. Daten aus Data.gv.at – Quelle [31]:  Gemeindegrenzen: Der Datensatz enthält neben den Grenzen jeder Gemeinde auch die flächenmäßige Ausdehnung sowie die Zuordnung zu den jeweiligen Bezirken in Oberösterreich.  Bezirksgrenzen: Der Datensatz enthält die Grenzen und Flächen der Bezirke in Oberösterreich.  Höhenschichtenlinien: Dabei handelt es sich um verbundene Punkte gleicher Höhe mit einer Äquidistanz von 10m. Sie wird für die Höhenlage der jeweiligen Gemeinden benötigt. Die Karte wurde abgeleitet aus Airborne Laserscanning (ALS) Befliegungen und stammt aus dem Jahr 2017. Daten aus OpenStreet Map – Über „OpenLayers Plugin“ in QGIS  Open Street Map: enthält Straßennetze, Ortsnamen usw.

3.2.2 Verwendete Programme Da es sich bei dem Großteil der Daten um räumliche Datensätze handelt und ein Ziel der Studie eine visuelle, qualitative (in Form von Heatmaps) sowie quantitative (in Form von Datentabellen) Darstellung der errechneten Thermalwassertemperaturen ist, wurde für die Verarbeitung das Geoinformationssystem QGIS verwendet. Dabei handelt es sich um ein Open-Source Programm, das unter der GNU (General-Public-License) läuft. Es unterstützt eine Vielzahl von Vektor-, Raster- und Datenbankformate- und Funktionen. Für die Berechnung des geothermischen Potentials basierend auf den Ergebnissen für die Thermalwasserdaten aus QGIS wurde MS Excel verwendet.

Seite 21

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

3.3 Thermalwassertemperaturen

3.3.1 Berechnung Für die Berechnung der Thermalwassertemperaturen wurden die Datensätze der geologischen Bundesanstalt herangezogen. Es wird dabei angenommen, dass die berechneten Formationstemperaturen an der Malmoberkante gleich der an der Oberfläche nutzbaren Thermalwassertemperatur sind. Alle Verluste durch die Förderung und die Wärmeübertragung werden vernachlässigt. Zum Zeitpunkt dieser Studie war das Temperaturmodell der GBA nur für einen Pilotbereich (blaue Fläche in Abbildung 12) in Oberösterreich (und Bayern) verfügbar. Die rote Fläche stellt die gesamte Ausdehnung des Malms dar, wofür die Temperaturdaten benötigt werden. Für letzteren standen auch die Tiefendaten der Malm-Oberkante zur Verfügung. Zunächst wurde also für die Gemeinden im Pilotbereich aus den gesamten Datenpunkten die minimale, mittlere und maximale Tiefe der Malm-Oberkante aus dem Datensatz „Tiefenkarte Malm“ ermittelt. Mit diesen Tiefenwerten wurde dann aus dem Datensatz „Temperaturmodell Malm“ die minimale, mittlere und maximale Thermalwassertemperatur je Gemeinde automatisiert ausgelesen. Für den restlichen Teil des Molassebeckens wurde in Anlehnung an [10] ein geostatisches Temperaturmodell erstellt: 푇 = 12,55°퐶 − 0,0042 ∙ 퐺푒푙ä푛푑푒ℎöℎ푒 + ∇푇 ∙ 푇𝑖푒푓푒 Die Formel beinhaltet die empirische Beschreibung der durchschnittlichen Bodentemperatur an der Geländeoberfläche in Abhängigkeit der Geländehöhe, sowie steigenden Tiefentemperatur abhängig durch den Temperaturgradienten ∇푇 (°C/100m) und der Tiefe der wasserführenden Schicht im Malm. Die Daten für die Tiefe wurden wiederum aus dem Datensatz „Tiefenkarten Malm“ entnommen (minimale, mittlere und maximale Tiefe). Die minimale, mittlere und maximale Geländehöhe bzw. Gemeindehöhe wurde aus dem Datensatz der Höhenschichtlinien ermittelt. Aufgrund fehlender Informationen wurde für den Temperaturgradienten eine Erwärmung von 3,5°C pro 100 Meter Tiefe angenommen, was in etwa dem Durchschnitt in Oberösterreich und im Abgleich mit dem Temperaturmodell der GBA einer guten Näherung entspricht. Auch hier wurde die mittlere Temperatur aus Maximum und Minimum pro Gemeinde berechnet.

Abbildung 12: Ausdehnung des Temperatur- und Tiefenmodells Seite 22

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Die beiden Modelle wurden, wie in Abbildung 13 dargestellt, in einem Layer vereint. Zusätzliche Tiefenlinien zeigen die Mächtigkeit der wasserführenden Schicht an. Der weiße Bereich stellt dabei alle Gemeinden dar, welche innerhalb der Grenze des Thermalwasserkörpers (rote Linie) liegen. Alle oberösterreichischen Gemeinden außerhalb dieses Gebiets haben basierend auf dem Modell der GBA keinen Zugriff zu Thermalwasser aus der Malmschicht und wurden daher nicht betrachtet. Auch Kurorte wie Bad Hall, Bad Zell oder Bad Schallerbach wurden ausgeschlossen, da es sich dabei entweder um Heilwässer (Bad Zell, Bad Hall) oder um Thermalwasser aus anderen Schichten geringerer Tiefe handelt (Bad Schallerbach, Linzer Sande, Teufe 479 Meter) handelt [32]. Außerdem gelten für Heilquellen bergrechtliche Schutzgebiete [33]. Mit weiteren Ausschlusskriterien wie einer geringen Mächtigkeit des Aquifers am Rande der Grenzen, der südlichen Begrenzung durch die Schwellenzone und großen Bohrtiefen südlich der Schwellenzone (größer 4.000 Meter) wurden weitere Gemeinden aus den Betrachtungen ausgeschlossen, welche eventuell anteilsmäßig innerhalb der Modellgrenze liegen. Die Gemeinde Altmünster wurde in die Betrachtung aufgenommen, da über diesem Bereich zum Teil die Schwellenzone unterbrochen ist und die Temperaturen aufgrund der Tiefe des Malms hoch sein sollten. Allerdings muss darauf hingewiesen werden, dass die Unsicherheiten in diesem Bereich aufgrund weniger Bohrdaten aber auch die Bohrtiefen steigen. Insgesamt ergibt sich so eine Anzahl von 117 Gemeinden, für welche die Thermalwassertemperaturen berechnet werden.

Abbildung 13: Auswahl an Gemeinden im Betrachtungsgebiet für die Temperaturberechnung

3.3.2 Ergebnisse Die Ergebnisse der Berechnungen der Thermalwassertemperaturen für 117 oberösterreichische Gemeinden wurden drei Temperaturbereiche (min, mittel, max) berechnet und sind exemplarisch für die mittleren Temperaturen in Abbildung 14 in Form einer Heatmap dargestellt. Bei 10 Gemeinden sei zu erwähnen, dass in deren Bereich keine Tiefendaten vorlagen und deshalb die Temperaturen nur aus den Durchschnittswerten den des Temperaturmodells ermittelt wurden und somit keine Maximal- oder Minimaltemperaturen vorliegen. Die detaillierten Ergebnisse in Tabellenform und weiteren Heatmaps (Minimal-, Maximaltemperatur) können im Anhang (7.1) eingesehen werden. Generell kann in Abbildung 14 für die mittleren Temperaturen eine Erhöhung der Temperatur in Richtung Süden beobachtet werden, was sich durch die Absenkung der wasserführenden Malmschicht unter die Alpen in Richtung Seite 23

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Süden von Oberösterreich begründet. Die zunehmende Tiefe der Malmoberkante resultiert in höheren Thermalwassertemperaturen. So liegen die Temperaturen in den Gemeinden im Nordosten bei etwa 40°C, im Bereich um Ried und gegen Süden bereits bei etwa 90°C. Die höchsten Temperaturen weist die Gemeinde Altmünster (südlichste Gemeinde im Modell) auf. Das geostatische Temperaturmodell ergibt für den tiefsten Punkt der Malmoberkante dieser Gemeinde von 3.706 Meter (u.M.) eine Maximaltemperatur von 157°C.

Abbildung 14: Heatmap für mittlere Thermalwassertemperaturen

Generell müssen alle südlichen Gemeinden nahe der Schwellengrenze mit Vorsicht betrachtet werden, da es in diesem Bereich entweder im Pilotgebiet des Temperaturmodels nur wenige Bohrdaten gibt und somit die Modellierung mit Unsicherheiten behaftet ist, oder weil innerhalb dieser Gemeinden die Tiefe der Malmoberkante in diesen Bereichen sehr stark variieren kann (Altmünster, Min: 3256m, Max: 5219 Meter u.M.) und somit die Auswahl einer repräsentativen Tiefe für die Berechnung mit dem geostatischen Modell erschwert wird. Außerdem nimmt, je weiter südlich, die Mineralisierung des Thermalwassers stark zu, was beispielsweise bei niedrigen Reinjektionstemperaturen zu Ausfällungen und Scaling in den Bohrungen sowie zur Korrosion führen kann. Die Verteilung der Temperaturen pro Gemeinde sind in Abbildung 15 dargestellt. Die Durchschnittstemperaturen liegen bei 74,9°C 80,3°C und 91,7°C für die Berechnungen der Minimal-, Mittel- und Maximaltemperaturen. Die unterschiedlichen Abweichungen der Maximal- und Minimaltemperatur von der mittleren Temperatur ergeben sich z.T. beim Auslesen der Datenpunkte aus dem Temperaturmodell. Die Datenpunkte mit Tiefenlage und Temperatur sind diskret verteilt und weisen zum Teil Lücken auf. Dies bedeutet, dass nicht jeder Tiefe eine Temperatur zugeordnet ist. Aus diesen Daten wird mit einem Suchalgorithmus über die minimale, mittlere und maximale Tiefe die zugehörige Temperatur gesucht. Findet der Algorithmus keine übereinstimmende Tiefe, so sucht er nach dem nähest gelegenen Wert. Ist beispielsweise die Gemeinde sehr klein, ist der Unterschied in der Tieflage der Malmoberkante meist auch gering. Dadurch liegen wie im Beispiel Mattighofen die Suchwerte (-1887, -1954, -2054 m) eng beieinander, wodurch zweimal der Wert 96°C ausgegeben wird. Im Durchschnitt liegen, wie in Abbildung 15 in Form der schwarzen Balken dargestellt, die Minimaltemperaturen um 9% niedriger, die Maximalwerte um 11% über dem Durchschnitt.

Seite 24

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

250 T_min T_mittel 200 T_max

150

100

50

0

Regau Mining

Eitzing

Schlatt

Rüstorf

Atzbach

Pinsdorf

Roitham Weibern

Ohlsdorf Waldzell

Roßbach

Geinberg Weilbach Lambach

Redleiten Treubach

Vorchdorf

Mettmach

Ungenach

Altmünster

Laakirchen

Geiersberg

Rottenbach

Mattighofen Aistersheim

Stadl-Paura

Burgkirchen

Vöcklabruck

Mörschwang

Wolfsegg am…

Oberndorf bei… Peterskirchen

Bachmanning

Gaspoltshofen

Geboltskirchen

Schwanenstadt

Pischelsdorf am… Braunau am Inn

Puchkirchenam…

Frankenburgam… Kirchdorf Inn am

Mühlheim Inn am Dorf derPram an

Wengim Innkreis

Hofkirchender… an

Zellam Pettenfirst

Polling im Innkreis Obernberg am Inn

Neukirchenan der…

St. Veit Innkreis im Kirchheim im Innkreis St.Johann am Walde Abbildung 15: Abweichungen der Thermalwassertemperaturen (Min, Mittel, Max)

Zur Validierung der Ergebnisse wurden die Thermalwassertemperaturen der Bestandsanlagen herangezogen. Tabelle 3-3 zeigt, dass alle Realtemperaturen der Bestandsanlagen, mit Ausnahme Geinberg und St. Martin innerhalb der berechneten (Minima- und Maxima-) Werte liegen. Für St. Martin sei zu erwähnen, dass die Temperaturen hier im Gegensatz zu den anderen Gemeinden mit dem geostatischen Modell berechnet wurden, da sie nicht im konduktiven Modell enthalten waren. Der Temperaturgradient von 5°C/100m wurde offensichtlich als zu niedrig angenommen.

Tabelle 3-3: Validierung der berechneten Thermalwassertemperaturen durch die Daten der Bestandsanlagen

TAnlage - Abweichung Tmittel von Anlage Tmin -°C Tmittel -°C Tmax -°C °C8 Treal Altheim 82 85 93 Min. 93 -9% Geinberg 85 88 94 100 -14% Haag 66 71 83 83 -17% Obernberg 70 80 89 80 0% Mehrnbach/Ried 52 87 97 87 0% Simbach-Braunau 70 74 85 80 -8% St. Martin 80 81 82 87 -7%

Um die positiven und negativen Temperaturausreißer zu glätten wurde in den weiteren Berechnungen die mittlere Temperatur verwendet. Die Abweichungen von den Realwerten wurden zusätzlich in Tabelle 3-3 aufgelistet, wobei nur Geinberg und Haag auf höhere Abweichungen als 10% kommen. Das große Temperaturspektrum in Mehrnbach/Ried kann an dem Einfluss des Rieder Abbruchs liegen.

3.4 Potentialkarten In diesem Kapitel wird zuerst für jede Gemeinde die mittlere Wärmeleistung einer Dublette berechnet. Um das Potential der gesamten Gemeinde zu ermitteln wird im nächsten Schritt die Gemeindefläche miteinbezogen. Mit einem Mindestflächenbedarf pro Dublette kann so die gesamte Leistung der Gemeinde berechnet werden. Im letzten Schritte wird über diese gemeindespezifische Leistung mit den jährlichen Volllaststunden die erzeugbare Wärmemenge ermittelt. Zu jedem Schritt werden Heatmaps erstellt.

8 Thermalwassertemperaturen übernommen aus Tabelle 2-2 Seite 25

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

3.4.1 Berechnung

Aufgrund der vorhandenen Daten wird für jede Gemeinde zunächst aus den Thermalwassertemperaturen 푇푊, einer angenommenen Förderrate 푚̇ , der Wärmekapazität von Wasser 푐푝 und der Reinjektionstemperatur 푇퐼 die

Wärmeleistung pro erschlossene Dublette 푃퐷 berechnet:

푃퐷 = 푚̇ ∙ 푐푝 ∙ (푇푊 − 푇퐼) Aufgrund der günstigen Thermalwasserzusammensetzung wird die spezifische Wärmekapazität von reinem Wasser im flüssigen Zustand (4,182 kJ/kg K) angenommen und näherungsweise über den gesamten Temperaturbereich als konstant gesetzt. Trotzdem sei erwähnt, dass Untersuchungen im deutschen Oberrheingraben ergeben haben, dass eine erhöhte Salinität die spezifischen Wärmekapazität um bis zu 20% senken kann [34]. Die Anzahl an theoretisch möglichen Anlagen bzw. Dubletten pro Gemeinde wird über die Gemeindefläche 퐴 und einem Flächenbedarfsfaktor 푘 festgelegt. Der Flächenbedarf gibt die Fläche an, welche für eine Dublette benötigt wird, bei einem Mindestabstand zwischen jeder Bohrung. Bei einem Abstand von 3 km liegt der Flächenbedarf bei 15,58 km² pro

Dublette. Daraus ergibt sich eine potentiell installierbare Leistung pro Gemeinde 푃퐺: 퐴 푃 = 푃 ∙ 퐺 퐷 푘

Die jährlich bereitgestellte Wärmemenge pro Gemeinde 퐸퐺 berechnet sich dann aus der installierbaren geothermischen Leistung pro Gemeinde und den Volllaststunden 푡 pro Jahr:

퐸퐺 = 푃퐺 ∙ 푡

3.4.2 Szenarien Für die Berechnung des geothermischen Potentials werden in Hinblick auf die beabsichtigte industrielle Nutzung drei Szenarien best, medium und worst aufgestellt (Tabelle 3-4). Die Szenarien unterscheiden sich durch die Förderrate, Reinjektionstemperatur, Flächenbedarf und Volllaststunden. Das worst-Szenario entspricht der konservativen Annahme einer Förderrate von 30 L/s, einer Reinjektionstemperatur von 60°C, einem Anlagenabstand von 5 km (entspricht 43,30 km² pro Dublette) und Volllaststunden von 2000 h/a. Dieses Szenario soll die Untergrenze des Potentials der geothermischen Wärmeerzeugung abbilden. In den beiden anderen Szenarien (medium, best) werden eine effizientere Nutzung des Thermalwassers durch niedrigere Reinjektionstemperaturen von 45 und 30°C, einem geringeren Flächenbedarf und höheren Volllaststunden angenommen. So orientiert sich das best-Szenario an der Förderrate von 70 l/s an der Studie von 11. Für den Flächenbedarf pro Dublette wird im best-Szenario ein Anlageabstand von 3 km (entspricht 15,58 km²), die Volllaststunden liegen bei 8.000 h/a und sollen einen konstanten industriellen Bedarf abbilden. Die Annahmen des medium-Szenarios liegen zwischen den Werten der beiden anderen. Es wird angenommen, dass es keine Einschränkungen der Nachfragestruktur gibt, also die gesamte Wärme abgenommen werden kann.

Tabelle 3-4: Szenarien der Potentialberechnung

Szenarien Parameter Einheit best medium worst Förderrate L/s 70 50 30 Reinjektionstemperatur - °C 30 45 60 Wärmekapazität kJ/kgK 4,182 4,182 4,182 Flächenbedarf km²/Dublette 15,58 28,86 43,30 Volllaststunden h/a 8.000 5.000 2.000

Seite 26

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

3.5 Ergebnisse In den folgenden Abschnitten werden die Ergebnisse der Berechnungen für die Leistungen pro Dublette und Gemeinde sowie das Potential des gesamten Wärmepotentials pro Gemeinde diskutiert. Es sei dabei hingewiesen, dass die berechneten Potentiale einem technischen Potential entsprechen und somit weder auf die Nachfrageinfrastruktur, noch auf Einschränkungen wie durch Zugänglichkeit, Siedlungsgebiete oder Naturschutzgebiete etc. Rücksicht genommen wird.

3.5.1 Leistung pro Dubletten In den Heatmaps in Abbildung 16, Abbildung 17 und Abbildung 18 sind die Ergebnisse der Berechnungen für die Dublettenleistungen dargestellt, welche aus den mittleren Thermalwassertemperaturen (Abschnitt 3.3) abgeleitet wurden. Wie bereits erwähnt, handelt es sich dabei um die thermische Leistung, welche durch eine Dublette in der jeweiligen Gemeinde erschlossen werden kann. Die drei Karten basieren auf den Annahmen der drei verschiedenen Szenarios, wie in Tabelle 3-4 aufgelistet. Eine Tabelle mit den detaillierten Ergebnissen für jede Gemeinde sind dem Anhang (7.1) zu entnehmen. In Abbildung 16, dem best-Szenario ist sichtbar, dass alle betrachteten Gemeinden eine höhere Thermalwassertemperatur aufweisen als die angenommene Reinjektionstemperatur von 30°C. Bei einer Reinjektionstemperatur von 45°C (medium-Szenario, Abbildung 17) ergeben sich für einige Gemeinden aufgrund geringer Temperaturdifferenzen nur sehr geringe thermische Leistungen, zudem haben zwei Gemeinden (weiß markiert) zu geringe Thermalwassertemperaturen. Ab 60°C Reinjektionstemperatur (worst-Szenario, Abbildung 18) fallen bereits 18 Gemeinden aufgrund zu niedriger Fördertemperaturen weg.

Abbildung 16: Heatmap: Leistung pro Dublette – best-Szenario

Seite 27

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 17: Heatmap: Leistung pro Dublette – medium-Szenario

Abbildung 18: Heatmap: Leistung pro Dublette – worst-Szenario Seite 28

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Die gesamte thermische Leistung für Oberösterreich durch die Installation je einer Dublette pro Gemeinde ist in Abbildung 19 dargestellt. Für diese Darstellung wurden ausgehend vom worst- über das medium- bis zum best- Szenario die Förderraten von 30 bis 70 l/s variiert. Die unterschiedlichen Linien im Diagramm ergeben sich durch die unterschiedlichen Reinjektionstemperaturen (30, 45, 60°C). Die thermische Gesamtleistung liegt demnach zwischen dem worst-Szenario mit 319 und dem best-Szenario mit 1.723 MW. Für das medium-Szenario ergibt sich eine Leistung von 865 MW. In dem zusätzlichen Balkendiagramm rechts stellen die waagrechten Linien das jeweilige Szenario an. Es ist anzumerken, dass die Potentiale nicht die bestehende installierte Leistung beinhalten.

2 500 2 500

2 000 best-Szenario 2 000

medium- Szenario 30°C 1 500 1 500 worst-Szenario 45°C 1 000 1 000

60°C thermischeLeistung [MW] 500 500

0 0 30 40 50 60 70 thermische Förderrate [l/s] Leistung

Abbildung 19: Gesamte Leistung pro Dublette in Abhängigkeit der Förderrate

Betrachtet man das Potential in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur so ergibt sich für die jeweilige Reinjektionstemperatur, wie in Abbildung 20 dargestellt, ein Potential von:

Reinjektionstemperatur [°C] Minimum [MW] Maximum [MW]

60 319 745 45 519 1.211 30 738 1.722

Zur Übersichtlichkeit sind auch in diesem Diagramm die drei Szenarien eingezeichnet.

Seite 29

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

2 500

2 000 best-Szenario

70 l/s

1 500 medium-Szenario

70 l/s

1 000

70 l/s

thermischeLeistung [MW] 30 l/s

500 30 l/s

30 l/s worst-Szenario 0 60 45 30 Reinjektionstemperatur [°C]

Abbildung 20: Gesamte Leistung pro Dublette in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur

Welchen Anteil die einzelnen Gemeinden am gesamten Leistungspotential beitragen, kann in Abbildung 21 eingesehen werden. Auch hier wird das Potential nach unten durch das worst-Szenario und nach oben durch das best-Szenario begrenzt. Durch das Diagramm können einerseits Gemeinden mit dem höchsten thermischen Leistungspotential aber auch Gemeinden identifiziert werden, welche die benötigten Thermalwassertemperaturen nicht erreichen (x-Achsenschnitt).

40

35 best-Szenario

30

25 medium-Szenario

20 worst-Szenario

15 thermischeLeistung [MW] 10

5

0

St.…

Pram

Pühret Andorf

Gurten

Riedau

Pramet

Aspach Altheim

Lenzing

Mayrhof

Attnang-… Pilsbach

Manning

Redlham

Haag am… Haag

Höhnhart

Schildorn

Kirchham

Timelkam

Gmunden

Hohenzell

Pattigham

Eggerding

Moosbach

Schalchen

Altmünster Pitzenberg

Gschwandt Mehrnbach

Rutzenham

Aichkirchen

Ottnang am… Ottnang

Wippenham

Schwand im… Schwand

Tumeltsham

Desselbrunn im… St. Martin Senftenbach

Neuhofen im… Neuhofen

Lambrechten

Mauerkirchen Eberschwang

Bachmanning

Ampflwang im… Ampflwang

Lohnsburg am… Lohnsburg

Neukirchen an… Neukirchen Aurolzmünster Gaspoltshofen im… Taiskirchen

Ort imInnkreis Ort

Neukirchen bei… Neukirchen

Niederthalheim

Maria SchmollnMaria

St. Georgen St. bei… Georgen

Bad Wimsbach-… Bad

Ried im Innkreis Ried im St. Peter am Hart am St. Peter Helpfau-Uttendorf Abbildung 21: Leistung pro Dublette für die drei Szenarien – gemeindespezifisch

Seite 30

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

3.5.2 Leistung pro Gemeinde Die zuvor beschriebene Leistung pro Dublette gibt die thermische Leistung einer einzigen Bohrung (Dublette) pro Gemeinde an. Die dazugehörige Darstellung ist sehr anschaulich und ermöglicht eine schnelle Identifikation von Gemeinden mit Potential. Für die flächendeckende Berechnung eines geothermischen Potentials müssen allerdings die Gemeindeflächen miteinbezogen werden. Da jede Dublette einen gewissen Platzbedarf hat, können je nach Gemeindegröße eine, mehrere oder nur Anteile einer Dublette errichtet werden. Diese theoretische Anpassung der thermischen Leistung an die Gemeindefläche wird über den Flächenbedarfsfaktor berechnet und ist Grundlage für die Berechnung des thermischen Gesamtpotentials. Für das best-Szenario wurde ein Dublettenabstand von 3 km, für das medium-Szenario 4 km und das worst-Szenario 5 km angenommen, was jeweils einem Flächenbedarf pro Dublette von 15,6, 28,6 und 43,3 km² entspricht. Den Zusammenhang zwischen Flächenbedarf und Abstand zeigt Abbildung 22. Es ist sichtbar, dass es sich um einen quadratischen Zusammenhang handelt und sich der Flächenbedarf bei steigendem Dublettenabstand stark vergrößert.

50 45 40 35

30 [km²/Dublette[

- 25 20 15

10 Flächenbedarf Flächenbedarf 5 0 1 2 3 4 5 Abstand zwischen den Dubletten [km]

Abbildung 22: Abhängigkeit Flächenbedarf pro Dublette von Dublettenabstand

Die Ergebnisse für drei Szenarios sind in Form von Heatmaps in Abbildung 23, Abbildung 24 und Abbildung 25 dargestellt. Beispielsweise ergab sich für Frankenburg am Hausruck im best-Szenario des vorigen Abschnitts für die Erschließung einer Dublette eine Leistung von 18,4 MW, durch den Flächenbedarf von 15,6 km² pro Dublette und die Gemeindefläche von 49 km² verdreifacht sich diese auf 57,3 MW. Somit können im Best-Szenario drei Dubletten errichtet werden. Dies zeigt den weitreichenden Einfluss der Wahl des Flächenfaktors. Zusätzlich ist zu erwähnen, dass für die Gemeinden Altmünster und Gmunden ein Flächenminderungsfaktor von 25% eingeführt wurde, da aufgrund der Tiefenlage des Aquifers bzw. dem Seegebiet im Süden von Gmunden nur der nördlichste Teil der Gemeinden nutzbar ist. Eine Tabelle mit den detaillierten Ergebnissen ist dem Anhang (7.1) zu entnehmen.

Seite 31

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 23: Heatmap: Leistung pro Gemeinde – best-Szenario

Abbildung 24: Heatmap: Leistung pro Gemeinde – medium-Szenario

Seite 32

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 25: Heatmap: Leistung pro Gemeinde – worst-Szenario

Im Vergleich zu den im vorigen Abschnitt errechneten thermischen Leistungen (pro Dublette) ergeben sich, wie in Abbildung 26 dargestellt, für das best-Szenario höhere, für das worst-Szenario niedrigere Leistungen. Dies hat mit dem Verhältnis zwischen Gemeindeflächen und Flächenbedarf der Dubletten zu tun. So können in großen Gemeinden mehrere Dubletten errichtet werden, in kleinen Gemeinden nur (theoretische) Anteile. Die unterschiedlichen Linien im Diagramm ergeben sich durch die unterschiedlichen Reinjektionstemperaturen (30, 45, 60°C) und dem unterschiedlichen Flächenbedarf pro Dublette.

2 500 2 500

best-Szenario 2 000 2 000 30°C, 15,6 km² medium- Szenario 1 500 1 500 worst-Szenario

1 000 1 000

45°C, 27,7 km² thermischeLeistung [MW] 500 500 60°C, 43,3 km²

0 0 30 40 50 60 70 pro pro Förderrate [l/s] Gemeinde Bohrung

Abbildung 26: Diagramm der gesamten thermischen Leistung pro Gemeinde

Seite 33

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Die thermische Gesamtleistung liegt demnach zwischen dem worst-Szenario mit 141 und dem best-Szenario mit 2.043 MW. Für das medium-Szenario ergibt sich Intervall zwischen 582 MW. Somit unterscheiden sich die Werte von den des vorigen Abschnitts um –55,8 %, -32,7 % und +18,6 % (Szenario worst, medium und best). Betrachtet man das Potential in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur so ergibt sich für die jeweilige Reinjektionstemperatur, wie in Abbildung 27 dargestellt, ein Potential von:

Reinjektionstemperatur [°C] Minimum [MW] Maximum [MW]

60 141 914 45 224 1.450 30 315 2.043

2 500

best-Szenario

2 000

medium- Szenario 1 500

worst-Szenario

1 000 thermischeLeistung [MW]

500

0 60 45 30 Reinjektionstemperatur [°C]

Abbildung 27: Leistung pro Gemeinde – Potential in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur

3.5.3 Wärmepotential pro Gemeinde Ausgehend von den zuvor berechneten thermischen Leistungen pro Gemeinden kann mit Hilfe der Dauerbetriebsstunden (2.000 bis 8.000 h/a) die jährlich erzeugte Wärmemenge pro Gemeinde berechnet werden. Die Darstellung der thermischen Leistungen pro Gemeinde unterscheidet sich somit nur durch den Faktor der jährlichen Volllaststunden. Abbildung 28, Abbildung 29 und Abbildung 30 zeigen die Ergebnisse der Berechnungen in Form von Heatmaps. Eine Tabelle mit den detaillierten Ergebnissen ist dem Anhang (7.1) zu entnehmen.

Seite 34

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 28: Heatmap: Wärmemenge pro Gemeinde – best-Szenario

Abbildung 29: Heatmap: Wärmemenge pro Gemeinde – medium-Szenario Seite 35

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 30: Heatmap: Wärmemenge pro Gemeinde – worst-Szenario

Die gesamte zu Verfügung stehende Wärmemenge ist auch hier abhängig von der Förderrate in Abbildung 31 dargestellt. Es ist sichtbar, dass sich das Potential aufgrund der unterschiedlichen Volllaststunden stark ausweitet.

18 000 best-Szenario 16 000 30°C, 15,6 km², 8000 h/a 14 000 medium- Szenario 12 000 worst-Szenario 10 000

8 000

6 000 Wärmemenge[GWh] 4 000 45°C, 27,7 km², 5000 h/a

2 000 60°C, 43,3 km², 5000 h/a 0 30 40 50 60 70 Förderrate [l/s]

Abbildung 31: Diagramm des gesamten Wärmepotentials in Oberösterreich

Es wird sichtbar, wie bereits eingangs erwähnt, dass das Gesamtpotential sehr stark von den Annahmen bezüglich Förderrate, Flächenbedarf und Volllaststunden abhängt und somit ein Potential mit einer großen Bandbreite entsteht. So ergeben sich jährliche Wärmepotentiale von 282 GWh für das worst-Szenario, 2.330 GWh für das medium-Szenario und 16.342 GWh für das best-Szenario.

Seite 36

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Betrachtet man das Potential in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur so ergibt sich für die jeweilige Reinjektionstemperatur, wie in Abbildung 32 dargestellt, ein Potential von:

Reinjektionstemperatur [°C] Minimum [GWh] Maximum [GWh]

60 282 7.309 45 447 11.603 30 630 16.342

18 000 best-Szenario 16 000

14 000 medium- 12 000 Szenario

10 000 worst- 8 000 Szenario

Wärmemenge[GWh] 6 000

4 000

2 000

0 60 45 30 Reinjektionstemperatur [°C]

Abbildung 32: Wärmepotential pro Gemeinde – Potential in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur

3.6 Diskussion, Zusammenfassung und Ausblick Diskussion Die zuvor präsentierten Ergebnisse für die technischen Potentiale spannen einen großen Leistungs- und Wärmepotentialbereich auf und zeigen somit deren theoretischen Rahmen. Für eine weitere Diskussion und für den Vergleich mit Literaturwerten wurden aus dem Ergebnisraum die Werte für die Förderrate von 50 l/s genauer betrachtet, da diese der mittleren Förderrate der geothermischen Anlagen in Oberösterreich (ca. 57 l/s) nahekommen. Die grafische Aufbereitung ist in Abbildung 33 dargestellt. Der orange Balken zeigt dabei das Intervall des Potentials, welches nach unten hin durch eine Reinjektionstemperatur von 60°C, einem Flächenbedarf von 43,3 km² und Volllaststunden von 2.000 Stunden und nach oben hin durch eine Reinjektionstemperatur von 30°C, einem Flächenbedarf von 15,6 km² und Volllaststunden von 8.000 Stunden begrenzt ist. Das medium-Szenario liegt innerhalb dieser Begrenzung.

Seite 37

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

18 000

best-Szenario 16 000

14 000 medium-Szenario Reinjektionstemperatur: 30°C 12 000 Flächebedarf: 15,6 km² Volllaststunden: 8000 h worst-Szenario 10 000

8 000 Reinjektionstemperatur: 45°C Flächebedarf: 27,7 km²

Wärmemenge[GWh] 6 000 Volllaststunden: 4000 h

4 000

Reinjektionstemperatur: 60°C 2 000 Flächebedarf: 43,3 km² Volllaststunden: 2000 h

0 30 40 50 60 70 Förderrate [l/s]

Abbildung 33: Eingrenzung des Potentials auf eine Förderrate von 50 l/s

Thermische Leistung pro Gemeinde bei 50 l/s Für die Förderrate von 50 l/s ergeben sich für Oberösterreich folgenden Intervalle thermischer Leistung:

Reinjektionstemperatur [°C] Minimum [MW] Mittel [MW] Maximum [MW] 60 235 367 653 45 373 582 1.036

30 525 820 1.459

Die detaillierten Ergebnisse sind in Abbildung 34 dargestellt. Die drei Linien in den Balken stehen für die minimalen, mittleren und maximalen Leistungspotentiale und ergeben sich aus dem unterschiedlichen Flächenbedarf. Die thermische Gesamtleistung für 50 l/s liegt somit für eine Reinjektionstemperatur von 60°C zwischen 235, 367 und

653 MW, für 45°C zwischen 373, 582 und 1.036 MW und für 30°C zwischen 525, 820 und 1.459 MW.

Seite 38

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

2 500

2 000

1 500 15,6 km²

15,6 km² 1 000

27,7 km² thermischeLeistung [MW] 15,6 km² 27,7 km² 500 43,3 km² 27,7 km² 43,3 km² 43,3 km² 0 60 45 30 Reinjektionstemperatur [°C]

Abbildung 34: Leistungspotential für 50 l/s in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur

Wärmepotential bei 50 l/s Für das Wärmepotential ergeben sich für die Förderraten von 50 l/s folgende Werte:

Flächenbedarf Reinjektionstemperatur [°C] Minimum [GWh] Mittel [GWh] Maximum [GWh] [km²]

43,3 470 1174 1878 60 27,7 734 1.835 2.935 15,6 1.305 3.263 5.221 43,3 745 1.864 2.982 45 27,7 1.165 2.912 4.660 15,6 2.072 5.180 8.288 43,3 1.050 2.625 4.200 30 27,7 1.641 4.102 6.563 15,6 2.918 7.295 11.673

Die detaillierten Ergebnisse sind in Abbildung 35 dargestellt. Pro Reinjektionstemperatur sind die Wärmepotentiale für die Volllaststunden 2000, 5000 und 8000 h/a angegeben (drei Linien in Balken). Links im Diagramm sind die kumulierten Werte (fett gedruckte Werte in Tabelle), welche sich aus den Werten aus dem rechten Teil des Diagramms zusammensetzen. So ergibt sich beispielsweise das Potential für die Reinjektionstemperatur von 60°C aus den verschiedenen Flächenbedarfen und Volllaststunden. Das Potential für die Reinjektionstemperatur von 60°C liegt zwischen 470, 1.835 und 5.221 GWh, bei 45°C zwischen 745, 2.912 und 8.288 GWh und bei 30°C zwischen 1.050, 4.102 und 11.673 GWh.

Seite 39

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

18 000

16 000

14 000

12 000 2000 h/a 10 000 5000 h/a

8000 h/a 8 000

Wärmemenge[GWh] 6 000

4 000

2 000

0 60 45 30

Reinjektionstemperatur [°C]

60°C-43,3km² 60°C-27,7km² 60°C-15,6km² 45°C-43,3km² 45°C-27,7km² 45°C-15,6km² 30°C-43,3km² 30°C-27,7km² 30°C-15,6km²

Abbildung 35: Wärmepotential für 50 l/s in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur

Literaturvergleich Abbildung 36 zeigt die Gegenüberstellung der Ergebnisse dieser Studie (bei einer Förderrate von 50 l/s) mit den Ergebnissen aus der Literatur. Es handelt sich dabei um ein Blockdiagramm, welches in Quartilen aufgeteilt ist und neben den Minimal- und Maximalwerte auch die Verteilung der Werte angibt.

14 000

12 000

10 000

GWh - 8 000

6 000

4 000 thermisches Potential thermisches

2 000

0 Szenario 30°C - Szenario 45°C - Szenario 60°C - Streicher et al. Stanzer et al. Goldbrunner Könighofer et al. 50 l/s 50 l/s 50 l/s (2010) (2010) (2012) (2014)

Abbildung 36: Blockdiagramm der Potentiale verglichen mit Daten aus der Literatur

Seite 40

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Die Wertebereiche der berechneten Wärmepotentiale und die Vergleichswerte aus der Literatur sind in Tabelle 3-5 aufgelistet.

Tabelle 3-5: Vergleich Wärmepotentiale (50 l/s) mit Literaturwerten

Szenario Szenario Szenario Streicher et Stanzer et Goldbrunner Könighofer 30°C - 50 l/s 45°C - 50 l/s 60°C - 50 l/s al. (2010) al. (2010) (2012) et al. (2014) Minimum 1.050 745 470 610 2.500 600 260 Maximum 11.673 8.288 5.221 4.500 3.340 1.200 600

Die Vergleichbarkeit zwischen den Studien ist nur bedingt gegeben, da alle Studien mit verschiedenen Annahmen arbeiten. Gemeinsamkeiten der Ergebnisse zeigen sich bei den Minimalwerten. So ist sichtbar, dass die Ergebnisse dieser Studie bei den unteren Grenzen bei drei Studien (Streicher et al. 2010, Goldbrunner 2012 und Könighofer et. al 2014) in einem ähnlichen Bereich liegen. Die Maximalwerte weichen allerdings, ausgenommen von dem Szenario mit 60°C, stark von den Literaturwerten ab. Dies war aufgrund der Annahmen zu erwarten. So wurden in dieser Studie mit 30 und 45°C einerseits niedrigere Reinjektionstemperaturen als beim Großteil der anderen Studien verwendet, zudem wurde von industriebedingten, höheren Volllaststunden (4.000-8.000 h/a) ausgegangen. Könighofer et al. (2014) etwa rechnen mit Volllaststunden im Umfang von nur 2.500 h/a und Reinjektionstemperaturen von 40 und 50°C. Die höheren Werte bei Streicher et al. (2010) ergeben sich dadurch, dass das Potential aus der Heat in Place Energie des Aquifers für eine Reinjektionstemperatur von 15°C berechnet wird. Das Potential von Goldbrunner (2012) ist ein Sonderfall, da es nur ein zusätzlich installierbares Leistungspotential ohne die Einbeziehung des Bestehenden beschreibt.

Ein weiterer Unterschied bei einigen Studien ist der Abgleich mit der Nachfrageseite. So reduzierte sich beispielsweise das Potential bei Königdorfer et al. (2014) aufgrund des Abgleichs mit der Wärmenachfragestruktur. Stanzer et al. (2010) beziehen ebenfalls technisch-raumstrukturell bedingte Restriktionen mit ein und beschränken die Potentialflächen auf den Dauersiedlungsraum. In dieser Studie wurde allerdings von keiner Einschränkung durch die Nachfragestruktur ausgegangen, es wird angenommen, dass auch nachträglich Abnehmer in Form von Industrieunternehmen angesiedelt oder Fernwärmesysteme errichtet werden könnten. Außerdem wurden Minderungsfaktoren wie Natur- oder Gewässerschutzgebiete, Zugänglichkeit und ein Fündigkeitsrisiko ausgeschlossen. Dies sind Gründe weshalb die Ergebnisse höher ausfallen. Bezieht man beispielsweise bestehende Fernwärmenetze als Abnehmen mit ein so zeigt sich, basierend auf den Daten des Projekts „Austrian Heatmap9“ aus dem Jahr 2012, dass im Pilotgebiet bereits 63% (74 von 117) der untersuchten Gemeinden eine derartige Infrastruktur vorweisen. Es ist anzunehmen, dass zum jetzigen Stand die Anzahl der Fernwärmenetze gestiegen ist. Die Karte in Abbildung 37 zeigt die vorhandenen Fernwärmenetze (weiß) sowie bestehende Kraftwerksanlagen in Oberösterreich (blau). Sähe man die Fernwärmenetze als Voraussetzung für die Installation neuer geothermischer Anlagen, so würde sich dadurch das Potential um die Anteile von 43 Gemeinden verringern.

9 Quelle: http://www.austrian-heatmap.gv.at/das-projekt/ Seite 41

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 37: Karte mit den bestehenden Fernwärme- und Kraftwerksanlagen in OÖ

Zusammenfassung In diesem Kapitel wurden eingangs verschiedene relevante Studien vorgestellt und deren Ergebnisse diskutiert. Nachfolgend wurde die Berechnungsmethodik dieser Studie dargelegt. Mithilfe zweier verschiedener Modelle wurden basierend auf den vorliegenden Daten die Thermalwassertemperaturen für 117 oberösterreichische Gemeinden berechnet, welche einen theoretischen Zugang zum Aquifer vorweisen. In den weiteren Schritten wurden daraus mit verschiedenen Szenarien die Potentiale für die installierbare Dubletten- und Gemeindeleistung sowie die potentiell nutzbare Wärmemenge abgeleitet. Daraus wurden zur besseren Darstellung Heatmaps erstellt. Beispielsweise kann durch die Thermalwasser- oder Dubletten-Leistungskarte für jede Gemeinde bei Interesse ein Nutzungsszenario erstellt werden und mit den individuellen Randbedingungen des Projekts (Förderrate, Volllaststunden, Reinjektionstemperatur) das Potential berechnet werden. Es stellt somit ein einfaches Werkzeug dar, um eine erste Abschätzung auf Gemeindeebene zu machen. Durch Einbeziehung der Gemeindeflächen und dem Flächenbedarf pro Dublette wurde im nächsten Schritt basierend auf verschiedenen Szenarien das Gesamtpotential (thermische Leistung und Wärmemenge) berechnet. Dabei wurden neben Reinjektionstemperatur, die Förderrate, der Flächenbedarf pro Dublette sowie die Volllaststunden variiert. Für die bessere Vergleichbarkeit mit Literaturwerten wurde das Potential nochmals für eine Förderrate von 50 l/s diskutiert. Aufgrund der Annahmen (niedrigere Reinjektionstemperaturen, höhere Volllaststunden) waren die Ergebnisse durchwegs höher als die Literaturwerte. Ausblick Das Potential hängt sehr stark von der Anwendung und deren Randbedingungen ab. So können je nach Anwendung die Vollaststunden zwischen 2.000 und maximal 8.000 h/a liegen, oder die Reinjektionstemperaturen aufgrund der Prozessführung stark variieren. Es sollte besonders auch aufgezeigt werden, dass bei der Nutzung geothermische Wärme eine konstante (hohe Volllaststunden) und vollständige (stärkere Abkühlung) Nutzung forciert werden muss. Dies kann, wie bereits eingangs erwähnt, durch die Anwendung in industriellen Prozessen und durch eine Verbraucherkaskade erreicht werden. Um den Vorteil der geringen Mineralisierung des Thermalwassers und die damit verbundene mögliche tiefe Reinjektionstemperatur nutzen zu können, muss es Ziel sein dem Thermalwasser möglichst viel Wärme zu entziehen, was allerdings durch die alleinige Anwendung im Raumwärmebereich bei niedrigen Volllaststunden und geringer Abkühlung nicht erreicht werden kann.

Seite 42

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Das verwendete geostatische Modell, das mit konstantem Wärmegradienten gerechnet wurde, stellt auch eine Unsicherheit dar. In Zukunft sollte allerdings laut GBA das konduktive Modell für den gesamten Molassebereich in Oberösterreich zur Verfügung stehen. Mit diesen Daten könnten die Ergebnisse dieser Studie detailliert werden. Des Weiteren sollte die Annahme eines verlustlosen Thermalwassertransportes zur Oberfläche durch eine Art von Wirkungsgrad oder Temperaturverlust im Modell ersetzt werden. Die Auflösung des Potentials auf Gemeindeebene soll demonstrativ die Möglichkeiten der Nutzung von Geothermie für jede einzelne Gemeinde zeigen, für weitere detailliertere Untersuchungen kann auf die Daten der GBA zurückgegriffen werden.

Seite 43

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

4 Industrielle Nutzung von Geothermie Der Anfang dieses Kapitels gibt einen Überblick über die heute weltweit installierte Leistung von geothermischer Wärmenutzung und beschreibt welche Nutzungsarten es gibt und in welchem Umfang sie angewendet werden. Darauffolgend wird der industrielle Wärmebedarf in Oberösterreich diskutiert und danach die Chancen und Hemmnisse der industriellen Nutzung von Geothermie genannt. In Abschnitt 4.4 werden die Anforderungen und Randbedingungen der geothermischen Integration in Industrieprozesse diskutiert und eine Übersicht von interessanten Branchen und deren Prozessen bereitgestellt. Zum Schluss werden einige geeignete Prozesse vorgestellt und danach Beispiele von umgesetzten Anlagen präsentiert.

4.1 Globale Statistik Laut [35] verwenden momentan 82 Länder geothermische Wärme im Umfang von 163 TWh bei einer Leistung von

70 GWth und einer jährlichen Wachstumsrate von 7.7%. Darin enthalten ist neben Fernwärme, Balneologie, Gewächshausbeheizung, Fischzucht, landwirtschaftlicher Beheizung, Schmelz- und Trocknungsprozessen auch die

Leistung von Wärmepumpen mit ca. 50 GWth. Abbildung 38 zeigt die Entwicklung der geothermisch installierten Leistung nach deren Nutzungsart (ohne Wärmepumpen) von 1995 bis 2015. Es ist sichtbar, dass die Bereiche der Balneologischen und Fernwärmenutzung überwiegen, gefolgt von landwirtschaftliche Anwendungen wie Gewächshäusern und Fischzucht oder industriellen Trocknungsprozessen. In allen Bereichen zeigt sich ein positives Wachstum.

10 000

MW 9 000 2015 - 8 000 2010 7 000 6 000 2005 5 000 2000 4 000 3 000 1995 2 000 1 000

installierte thermische Leistung thermische installierte 0

Andere

Fischzucht

Raumwärme

Thermen/Bäder

Gewächshäuser

Industrielle Trocknung Industrielle Kühlen/Schnee Schmelzen Kühlen/Schnee

Landwirtschaftliche Beheizung Landwirtschaftliche Abbildung 38: Weltweit installierte geothermische Leistung nach Nutzungsungsart von 1995 bis 2015 [35]

[36] geben eine Übersicht zur installierten Leistungen in den USA und Europa und unterscheiden zwischen Fernwärmenutzung und anderen direkten Anwendungen. Abbildung 39 zeigt diesen Zusammenhang. So liegt die installierte Leistung in Europa bei etwa 9,6 GWth, wobei die Türkei bereits ein Drittel dazu beiträgt, gefolgt von Island und Italien. Das Verhältnis von Direkt- und Fernwärmenutzung ist dabei pro Land sehr unterschiedlich. So ist der Fernwärmeanteil klimabedingt etwa bei Island, Frankreich, Deutschland und Rumänien sehr hoch, in der Türkei, Italien, Ungarn, den USA, der Slowakei und den Niederlanden überwiegen andere direkte Nutzungsarten.

Seite 44

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 39: Installierte geothermische Leistung in Europa und den USA (Direkt-/Fernwärmenutzung) [36]

Die höhere Marktdurchdringung in Europa bzw. Island mit bis zu 90% der gesamten Wärmenachfrage steht den USA mit etwa 0,01% gegenüber. Die Gründe dafür sehen [36] in den höheren Erdgaskosten in Europa, in der Existenz hochenthalper hydrothermaler Lagerstätten in Island, Türkei und Italien, sowie in den besseren staatlichen Förderungen von erneuerbaren Energien.

4.2 Wärmebedarf im Oberösterreich Wärme wird in den meisten Prozessen der produzierenden Industrie benötigt und wird heute größtenteils durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen erzeugt. Für die Einhaltung der Klimaziele muss neben der Stromwende auch eine Wärmewende durchgeführt werden. Letztere wird die größere Herausforderung sein. Ein möglicher Ansatz wäre die Substitution von fossilen Brennstoffen bei der Versorgung von Niedertemperaturprozessen mit geothermischer Energie, um so Brennstoffe für die Hochtemperaturprozesse einzusparen. Welchen industriellen Wärmebedarf Oberösterreich hat, wird folgend diskutiert. Abbildung 40 stellt den Nutzenergiebedarf in Oberösterreich für verschiedene produzierende Sektoren für das Jahr 2016 dar. Für jeden Sektor sind die verschiedenen Nutzenergieverbraucher (elektrochemische Zwecke bis Raumheizung und Klimaanlagen) angegeben. Für die Wärmeversorgung sind davon besonders die Verbraucher „Dampferzeugung“ und „Raumheizung und Klimaanlagen“ von Interesse. Die Kategorie Industrieöfen wurde aufgrund der hohen Temperaturen nicht betrachtet. So liegt in der Papier- und Druckindustrie, in der Chemie- und Petroindustrie sowie in der Nahrungs-/Genussmittel- und Tabakindustrie ein Nutzenergiebedarf von etwa 8,4 TWh für die Dampferzeugung und 3,6 TWh für Raumheizung und Klimaanlagen vor. Ob es sich bei der Dampferzeugung um reine Wärmenutzung handelt, oder auch um Stromerzeugung und in welchen Temperaturbereichen Wärme vorliegt, kann aus den Daten nicht ermittelt werden.

Seite 45

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

6

Traktion

5 Elektrochemische Zwecke

Beleuchtung und EDV 4

Standmotoren TWh

- Industrieöfen 3 Dampferzeugung

Nutzenergie Raumheizung und 2 Klimaanlagen

1

0

Bau

Bergbau

Fahrzeugbau

Landwirtschaft

Maschinenbau

Textil und Leder und Textil

Holzverarbeitung

Papier und Druck und Papier

Nicht Eisen Metalle Eisen Nicht

Steine und Erden, Glas Erden, und Steine

Chemie und Petrochemie und Chemie

Eisen- und Stahlerzeugung und Eisen- Sonst. Produzierender Bereich Produzierender Sonst.

Nahrungs- und Genußmittel, Tabak Genußmittel, und Nahrungs- Abbildung 40: Nutzenergiebedarf 2016 nach Energieart für das produzierende Gewerbe in Oberösterreich [8]

[37] haben den industriellen Endenergieverbrauch an Prozesswärme für Gesamtösterreich mit zwei Varianten und nach Temperaturbereichen gegliedert berechnet (Tabelle 4-1). In die erste Variante ergibt sich für den Prozess- inklusive Raumwärme und Warmwasser (unter 100°C) ein Wärmebedarf von 18 TWh. In der zweiten Variante geben sie den industriellen Raum- und Heizwärmebedarf mit 11,2 TWh und den alleinigen industriellen Prozesswärmebedarf (unter 100°C) mit 9,6 TWh an. Im Jahr 2016 hatte Oberösterreich einen Anteil von 21% an der österreichischen Gesamtenergiebilanz. Nimmt man überschlägig an, dass dieser Anteil auch für den Wärmebedarf gilt, so ergibt sich für Oberösterreich ein industrieller Prozesswärmebedarf zwischen 3,8 und 4,4 TWh.

Tabelle 4-1: Wärmebedarf in Österreich/Oberösterreich, Quelle: [37] und eigenen Berechnungen

RW + WW - PW <100°C - RW + WW PW <100°C - Berechnungsart Einheit Österreich Österreich Oberösterreich10 Oberösterreich10 Variante 1 TWh 18,0 3,8 Variante 2 TWh 11,2 9,6 2,4 2,0 RW… Raumwärme, WW… Warmwasser, PW… Prozesswärme

4.3 Vorteile und Hemmnisse Bei der industriellen Nutzung von Geothermie ergeben sich ähnliche Chancen und Hemmnisse wie in Abschnitt 2.6. Eine Zusammenfassung gibt Tabelle 4-2. Die Technischen Anforderungen werden genauer in Abschnitt 4.4 diskutiert.

10 Eigene Schätzung Seite 46

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Tabelle 4-2: Chancen und Hemmnisse der industriellen Nutzung von Geothermie [36, 38, 39]

Chancen Hemmnisse Ersatz von fossilen Brennstoffe, Senkung der Hohe Anfangsinvestitionskosten Treibhausgasemissionen Örtliche Abhängigkeit, Abstände zwischen bestehenden Kostenloser Brennstoff Abnehmern (hohe Kosten für Übertragungsleitungen) 24/7 Verfügbarkeit Noch keine Marktdurchdringung, keine Verbreitung Vorteil höhere Volllaststunden in der Industrie Zu niedrige Preise der Konkurrenzenergie „Gratis“ Brennstoff z.T. Fokus auf Stromerzeugung statt Wärmeversorgung Fehlen von Geothermie-, Experten, Berater und Großer Anwendungsbereich Unternehmen Genügend Abnehmer mit passenden Wärmeübertragungstechnologien „State of the Art“ Temperaturanforderungen

4.4 Anforderungen und Randbedingungen Ein Hemmnis der industriellen Integration der Geothermie ist die Unsicherheit in Ort und Ergiebigkeit. Es ist nicht möglich die Bohrung, ähnlich einen Gaskessel ortsunabhängig und bedarfsorientiert zu errichten. Bei der Geothermie ist die Anlage örtlich an einen Aquifer gebunden und die endgültige Ergiebigkeit in Hinblick auf Thermalwassertemperatur und Förderrate stehen erst nach der Fertigstellung der Bohrung fest. Mit der Weiterentwicklung der Aquifer- und Geologiemodelle kann diesen Risiken allerdings entgegengewirkt werden. Die Wärmequelle kann somit nicht auf den jeweiligen industriellen Prozess ausgelegt werden, es gilt umgekehrt industrielle Prozesse zu finden deren Temperaturanforderungen dem Temperaturspektrum der geothermischen Wärmequelle entsprechen. Da eine geothermische Bohrung eine näherungsweise konstante Wärmemenge bereitstellt, sollte diese möglichst gut ausgenutzt werden. Dazu muss für die Industrieprozesse neben den Temperaturanforderungen auch deren Wärmebedarf bekannt sein. Durch Kombination verschiedener Prozesse und Abgleich deren Anforderungen hinsichtlich Temperatur, Wärmebedarf und Lastprofil kann geothermische Wärme kaskadisch abgebaut und somit bestmöglich ausgenutzt werden. Folgend werden verschiedene Anforderungen wie Örtlichkeit, Temperatur und Wärmemenge für die geothermische Integration diskutiert und zum Schluss einige potentielle Prozesse vorgestellt.

4.4.1 Örtlichkeit Bezüglich der Ortswahl bei der industriellen Integration muss zwischen der Integration in (bestehende) Brown- oder in Greenfield-Anlagen (betreffend Unternehmen) unterschieden werden. Brownfield-Anlagen oder Bestandsanlagen sind örtlich gebunden und müssen zur geothermischen Nutzung Zugang zu dem Aquifer haben. Anders ist die Situation bei den Greenfield-Anlagen, welche sich aus technischer Sicht an den Hotspots der Geothermie ansiedeln könnten. So könnten Industrieparks in Gegenden hoher Thermalwassertemperaturen errichtet werden, worin Firmen über eine kaskadische Nutzung ihren Niedertemperaturwärmebedarf decken und des Weiteren Nahwärme für die umliegenden Wohngebäude oder Glashäuser bereitstellen könnten.

4.4.2 Temperatur Das wichtigste qualitative Kriterium, welches für die geothermische Wärmebereitstellung für Industrieprozess erfüllt sein muss, ist die Prozesstemperatur. Liegt diese höher als die verfügbare Thermalwassertemperatur, so ist eine Versorgung nur teilweise oder mit technischem Aufwand (Vorwärmung, Teilversorgung, Wärmepumpe) möglich. Aufgrund der limitierenden Thermalwassertemperatur müssen Prozesse innerhalb der Industriebranchen identifiziert werden die diesen Anforderungen entsprechen.

Seite 47

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Im Zuge einer Literaturrecherche wurde eine Übersicht zu den Temperaturbereichen von verschiedenen Industrieprozessen (Abbildung 43, Abbildung 44) erstellt, um potentielle Anwendungsbereiche und Kombinationen für eine kaskadische Nutzung zu identifizieren. Es sei zu erwähnen, dass es sich bei der Liste um einen Auszug der wichtigsten Prozesse der jeweiligen Branchen handelt und somit keine Vollständigkeit garantiert ist. Aus den recherchierten Daten wurden in Abbildung 41 durchschnittlichen Minimal- und Maximaltemperaturen pro Branche zusammengefasst. Es ist sichtbar, dass die Temperaturanforderungen für die Kunststoff-, Metallverarbeitende- und Keramikindustrie mit über 200°C weit oberhalb der Thermalwassertemperaturen liegen und von den weiteren Betrachtungen ausgeschlossen werden. Allerdings sollte der Raumwärmebedarf dieser Branchen nicht vernachlässigt werden. Die Prozesse der Chemieindustrie sowie der Herstellung von Backwaren haben bereits niedrigere Temperaturanforderungen, liegen allerdings immer noch hoch.

Keramikindustrie Metallverarbeitende Industrie Kunststoffindustrie Chemieindustrie Herstellung von Backwaren und Dauerbackwaren Früchte und Gemüse verarbeitende Industrie Milchverarbeitende Industrie Papier und Zellstoffindustrie Textil-/Lederindustrie Holzindustrie Fleischverarbeitende Industrie Getränkeindustrie (Brauereien) Landwirtschaft 0 100 200 300 400 500 600 700 800 durchschnittliche Prozesstemperatur °C Abbildung 41: Durchschnittliche Prozesstemperaturen verschiedener Industriebranchen

In Abbildung 42 ist farblich kodiert, ob eine generelle geothermische Prozessversorgung aufgrund der Prozesstemperaturen möglich ist. Die durchgezogenen vertikalen Linien stellen die in Kapitel 3.3 berechneten durchschnittlichen Minimal-, Mittel- und Maximaltemperatur (75, 80 und 92°C), die strichlierten Linien die Minimal- und Maximaltemperaturen (41 und 157°C) des oberösterreichischen Thermalwassers dar (basierend auf dem Datensatz der mittleren Temperaturen). So liegen die beiden roten Balken (Chemieindustrie, Herstellung von Backwaren) oberhalb der durchschnittlichen Thermalwassertemperaturen, was eine Nutzung von Geothermie eher ausschließt oder nur in Spezialfällen möglich macht. Bei den orangen Balken liegen mehr als 75% des Temperaturbereichs der Branche unterhalb der durchschnittlichen geothermischen Maximaltemperatur. Zu beachten gilt, dass diese Betrachtungen auf die Durchschnittstemperaturen aller Gemeinden in Oberösterreich bezogen werden. Das bedeutet, dass gewisse Gemeinden höhere Thermalwassertemperaturen aufweisen und bestimmte Prozesse versorgen können, was in den Diagrammen durch die Maximaltemperatur (strichlierte Linie) indiziert wird.

Seite 48

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Herstellung von Backwaren und Dauerbackwaren Früchte und Gemüse verarbeitende Industrie Milchverarbeitende Industrie Papier und Zellstoffindustrie Textil-/Lederindustrie Holzindustrie Fleischverarbeitende Industrie Getränkeindustrie (Brauereien) Landwirtschaft

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 durchschnittliche Prozesstemperatur °C Abbildung 42: Durchschnittliche Prozesstemperaturen in der Lebensmittelindustrie inkl. oö. Thermalwassertemperaturen

Für die Früchte- und Gemüseverarbeitende-, Milchverarbeitende-, Holz-, Papier- und Zellstoff- und Fleischverarbeitende Industrie gilt, dass ein gewisser Anteil an Prozessen mit höheren Temperaturanforderungen nicht geothermisch gedeckt werden kann. Bei den grünen Balken liegen die Temperaturanforderungen bis min 85% unterhalb der maximalen mittleren Thermalwassertemperatur. So können die Prozesse aus der Textil-/Leder-, der Getränkeindustrie sowie der Landwirtschaft größtenteils versorgt werden. Abbildung 43 und Abbildung 44 zeigen nun die detaillierten Aufschlüsselung der Temperaturanforderungen (minimale, maximale Temperatur) von Prozessen aus Landwirtschaft, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie aus der Papier-, Holz- und Textilindustrie. Die Temperaturbereiche der Branchen Kunststoff- und Chemieindustrie können in Anhang (7.3) eingesehen werden. Auch hier können mit Hilfe der farblichen Codierung die für die geothermische Integration interessanten Prozesse identifiziert werden.

Verbrennung Ablauge Trockenpartie Herstellung von Faserplatten Herstellung von Spannplatten Zellstoffherstellung (Kochen) Herstellung von Karton, Druckpapier, usw. (Trocknung) Herstellung von Holzstoff (Steinschliff-Verfahren) Trocknung Zellstoffherstellung (Ablaugeeindickung)

Papier und und Zellstoffindustrie Papier Streichen-Verfahren Ablaugeeindickung Altpapierrecycling Reinigung der Produktionsanlage Fixieren (Viskose) Kondensieren (Viskose) Pressen Verweilen Nachgerben Bleichen Appretieren (Polyester) Powertexverfahren

Textil-/Lederindustrie Entschlichten Pad Roll Verfahren Trocknen Waschen Pressen Wasservorwärmung Trocknen

Beizen Holzindustrie Dämpfen 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 Prozesstemperatur °C Abbildung 43: Temperaturübersicht von Prozessen in der Papier-, Holz-, Textilindustrie

Seite 49

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Für die Überprüfung der technischen Machbarkeit und Berechnung eines Potentials sind noch weitere Daten zu sammeln. Für die Erstellung sinnvoller Kombinationen an Prozessen für die Kaskadennutzung, sind besonders die Outputtemperaturen der jeweiligen Prozesse von Belang.

Milchpulverherstellung Sterilisieren Verdampfen ultra Pasteurization Aufkonzentrieren (Hochtemperatur) Trocknen (Hochtemperatur) Sterilisieren von Flaschen und Behältern Schmelzen HTST Pasteurization (high-temperature, short-time ) Aufkonzentrieren (Niedrigtemperatur) LTST Pasteurization (low-temperature, short-time ) Reinigung der Produktionsanlage Reinigen von Flaschen und Behältern

Milchverarbeitende Industrie Milchverarbeitende Pasteurisieren Trocknen (Niedrigtemperatur) Fermentierung von Milch/Jogurt Kühlung von Jogurt… Kühlung von Milch - vor Zugabe von Startkulturen Sonstige Prozesswärme Kühlung von Jogurt - Koaguliertes Produkt Trocknungsanlagen Tierhaltung Gewächshäuser

Fischzucht Landwirtschaft Würzekochung Pfannendunstkondensator Dekoktion: Eindampfung Kochmaische Trocknen (Darren-Prozess) Reinigen von Produktionshallen und Anlagen Würzeaufheizung Dekoktion: Aufheizen Kochmaische Pasteurisieren Aufheizen Gesamtmaische (Infusionsverfahren) Aufheizen Gesamtmaische

Getränkeindustrie (Brauereien) Getränkeindustrie Reinigen von Flaschen und Behältern Warmwasserbereitung Tunnelpasteur Braten und Backen Kochen Heißwasser (Produktion und Reinigung) Schmelzen Pasteurisieren Verbrühen (Borsten und Federentfernung) Reinigen Räuchern

Fleischverarbeitende Industrie Fleischverarbeitende Auftauen Frittieren Versiegeln Zuckerherstellung Sterilisieren Kochen Schälen Pasteurisieren Industrie Erwärmung Salzlake Ausgasen/Erzeugung von Vakuum Blanchieren

Früchte und Gemüse undGemüse verarbeitende Früchte Trocknen Aufkonzentrieren Backen Frittieren Pasteurisieren Reinigen von Kisten und Blechen Sterilisation von Mehl Reinigen von Produktionshallen und Anlagen

und und Dauerbackwaren Sonstige Prozesswärme

Herstellung von Backwaren von Herstellung Fermentation des Teiges 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 Prozesstemperatur °C

Abbildung 44: Temperaturübersicht von Prozessen in verschiedenen Branchen der Lebensmittelindustrie

4.4.3 Wärmemenge Ein weiteres Kriterium ist der quantitative Bedarf an Wärme für die jeweiligen Industrieprozesse. Eine geothermische Bohrung liefert durch den natürlichen Überlauf bereits eine näherungsweise konstante Wärmemenge. Ist eine

Seite 50

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Tauchkreiselpumpe installiert, so kann die Förderrate zusätzlich erhöht bzw. variiert werden. Um eine optimale Nutzung zu garantieren, muss für die Planung (z.B. einer Kaskade) der Wärmebedarf jedes einzelnen Prozesses des Systems bekannt sein. Sind die Prozesstemperatur und der Wärmebedarf bekannt, kann bereits eine Aussage über die Realisierung gemacht werden. Da geothermische Bohrungen meist eine thermische Leistung im zweistelligen MW-Bereich aufweisen und somit für viele Prozesse mehr als ausreichend Wärme zur Verfügung gestellt wird, ist eher die Thermalwassertemperatur als erstes Knockout-Kriterium anzusehen. Für die Errichtung einer Kaskade sind die Wärmebedarfe der einzelnen Prozesse allerdings essentiell. So kann abgeschätzt werden, in welcher Menge Wärme für die Versorgung weiterer Nutzungsstufen verbleibt. Im Zuge der Literaturrecherche wurden eine grobe Übersicht zu Wärmebedarfe von industriellen Prozessen ermittelt und in einer Übersicht in Abbildung 45 für einige Branchen die durchschnittlichen Prozesswärmebedarfe dargestellt. Die Übersicht wurde aus Zeitgründen aus wenigen Datensätzen erstellt und muss für die weitere Verwendung überarbeitet werden.

1-Stufige Trocknung von Brot und Backwaren 1-Stufige Trocknung von Grünmais 1-Stufige Trocknung von Grünfutter 1-Stufige Trocknung von Kartoffelpülpe Gewächshäuser Landwirtschaft 1-Stufige Trocknung von Körnern Trocknung Herstellung von Karton, Druckpapier, usw. (Trocknung)

ie Ablaugeeindickung Zellstoffherstellung (Ablaugeeindickung)

Papier und Papier Herstellung von Holzstoff (Steinschliff-Verfahren) Zellstoffindustr Zuckerherstellung Aufkonzentrieren Frittieren Kochen Pasteurisieren Blanchieren Ausgasen/Erzeugung von Vakuum Sterilisieren

Früchte und Gemüse undFrüchte Erwärmung Salzlake verarbeitende Industrie verarbeitende Schälen Versiegeln Pasteurisieren Braten und Backen Kochen Räuchern

Reinigen de Industrie de

Verbrühen (Borsten und Federentfernung) Fleischverarbeiten Trocknen (Hochtemperatur) Aufkonzentrieren (Hochtemperatur) Trocknen (Niedrigtemperatur) Sterilisieren von Flaschen und Behältern Reinigen von Flaschen und Behältern Sterilisieren Milchpulverherstellung Pasteurisieren Sonstige Prozesswärme

Milchverarbeitende Industrie Milchverarbeitende Aufkonzentrieren (Niedrigtemperatur) Trocknen (Darren-Prozess) Warmwasserbereitung Würzekochung Pasteurisieren Pfannendunstkondensator Würzeaufheizung Aufheizen Gesamtmaische (Infusionsverfahren) Reinigen von Flaschen und Behältern Tunnelpasteur Aufheizen Gesamtmaische

Dekoktion: Aufheizen Kochmaische Getränkeindustrie (Brauereien) Getränkeindustrie Dekoktion: Eindampfung Kochmaische

HI Dämpfen 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Wärmebedarf - kWh/t

Abbildung 45: Wärmebedarf in der Industrie

Die funktionelle Einheit des Großteils ist eine Tonne des Produkts, in der Getränkeindustrie handelt es sich um einen Kubikmeter des Produkts. Aus den Daten ist sichtbar, dass besonders Prozesse mit Phasenwechsel oder

Seite 51

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Konzentrationsänderungen, wie beispielsweise Koch-, Trocknungs- oder Verdampfungsprozesse große Unterschiede sowie den höchsten Wärmebedarf aufweisen.

4.4.4 Lastprofil Sind die Prozessanforderungen an Temperaturen und Wärmebedarf bekannt, muss des Weiteren der zeitliche Einfluss miteinbezogen werden. So sind beispielsweise viele Produktionsprozesse in der Lebensmittelindustrie diskontinuierlich, was bedeutet, dass nach einer produzierten Charge etwa die Produktionsanlage gereinigt oder sterilisiert werden muss. Außerdem ergeben sich durch die Stillstände und das erneute Anfahren der Anlage unterschiedliche Heizlasten, welche bereitgestellt werden müssen. Idealer für die geothermische Versorgung wären kontinuierliche Prozesse, wie etwa Trocknungsanlagen, wo konstant über längere Zeiträume dieselbe Temperatur und Wärmemenge vorausgesetzt wird. Besonders bei der geothermischen Wärmeversorgung von öffentlichen und privaten Gebäuden ergeben sich aufgrund des jährlichen Lastprofils Probleme. So kann es bei bestehenden Anlagen vorkommen, dass sie im Winter mit einem Spitzenlastkessel zu heizen, im Sommer die Förderraten verringern müssen, um die sinkende Nachfrage zu kompensieren, wodurch in Folge die Wirtschaftlichkeit sinkt. Zum Teil kann die Auslastung durch zusätzliche Stromerzeugungssysteme verbessert werden, um in Zeiten niedriger Wärmenachfrage mit dem Wärmeüberschuss Strom zu erzeugen. Dies ist allerdings aufgrund der niedrigen Thermalwassertemperaturen und dem damit verbundenen niedrigen Wirkungsgrad nur an wenigen Orten in Oberösterreich sinnvoll. Ziel muss es sein, nicht die geothermische Wärmequelle, sondern die Verbraucher auf diese möglichst gut abzustimmen. Aus diesem Grund sind industrielle Anwendungen, der privaten bzw. öffentlichen Fernwärmeversorgung überlegen. Die ganzjährliche Produktion von Industriebetrieben erfordert höhere Volllaststunden, wodurch sich die geothermische Wärme besser verwerten lässt.

4.4.5 Prozessbeispiele [39] hat folgende Prozesse als ideal für die geothermische Versorgung identifiziert: Vorwärmen und Heizen Geothermische Energie kann effektiv für die Vorwärmung von Kessel oder Prozess-Speisewasser in verschiedenen Industrien genutzt werden. Das Speisewasser tritt typischerweise bei 10-16°C in den Kessel ein und verlässt ihn je nach System bei 93-149°C. Geothermie kann einen Teil der Last für die Vorwärmung übernehmen. Es gibt dazu eine Vielfalt an Industriebranchen, die für ihre Prozesse große Mengen an Speisewasser vorwärmen müssen. Waschen Große Mengen an Niedertemperaturwärme (35-90°C) werden heute in verschiedensten Industriebranchen für Wasch- und Aufreinigungsprozesse verwendet. Hauptkonsument ist die Lebensmittelindustrie mit bedeutender Nutzung in der Fleischverarbeitenden Industrie für Brühprozesse, in der Getränkeindustrie für Behälter- und Flaschenreinigung (77°C) sowie in der Geflügelschlachtung und in der Konservenindustrie. Die Textilindustrie ist ein weiterer Abnehmer von Waschwasser bei 90°C. In der Plastik- (85-90°C) und Lederproduktion (50°C) werden kleinere Mengen benötigt. Schäl- und Blanchierprozesse In einem typischen Schälprozess wird das Produkt in ein Heißbad gegeben (bei Bedarf ätzend) und die Schale nach dem Aufweichen mechanisch entfernt. Schälprozesse sind kontinuierlich, da das Heißwasser oder der Dampf direkt dem Produktstrom zugefügt wird oder indirekt durch die Erwärmung des Produktbads.

Seite 52

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Blanchierprozesse ähneln den Schälprozessen. Das Produkt wird normalerweise in einen Blanchierer eingeführt um die Enzymreaktionen zu unterbinden. Der Prozess kann kontinuierlich oder als Batch-Prozess ausgeführt sein. Der typische Temperaturbereich liegt zwischen 77 und 104°C. Verdampfen und Destillieren Verdampfen und Destillieren sind Basisoperationen in vielen Produktionsanlagen um beispielsweise ein Produkt aufzukonzentrieren oder bestimmte Stoffe zu trennen. Die Temperaturanforderungen variieren je nach zu verdampfendem Produkt. Im Großteil der Agrarprozesse wird das Wasser entfernt, was Temperaturen im Bereich zwischen 82 und 120°C erfordert. In manchen Anwendungen arbeiten die Verdampfer bei reduziertem Druck was die Verdampfungstemperaturen weiter senkt. Verdampfer sind verbreitet in der Zuckerproduktion oder in Brennereien. Verdampfer können abhängig von den Temperatur- und Durchflussmengenanforderungen einfach über Geothermie als Primärenergieträger versorgt werden. Die Wärme kann über sekundäre Wärmetauscher übertragen werden oder in Einzelfällen auch direkt verwendet werden. Sterilisierung Sterilisatoren werden im Großteil der Industrie verwendet und inkludieren Anwendungen wie der Equipment- Sterilisierung (Konserven-, Flaschenindustrie). Die meisten Sterilisatoren arbeiten bei Temperaturen zwischen 104 bis 120°C. Für die geothermische Integration würde sich ein Wärmetauscher anbieten. Viele Sterilisatoren arbeiten kontinuierlich. Die Reinigung und Sterilisation von gesamten Anlagen oder Behältern läuft meist periodisch oder bei Schichtwechsel ab.

4.5 Beispiele für industrielle geothermische Anwendungen In diesem Abschnitt werden verschiedene Anwendungsbeispiele von Geothermie im Industriebereich angeführt. Allen voran wird die kaskadische Nutzung anhand von österreichischen Anlagen präsentiert. Zusätzlich werden Nutzungskonzepte aus verschiedenen Branchen vorgestellt. Bei der Recherche wurde auch im Bereich der solarthermischen Unterstützung nach Anwendungsfällen gesucht, da sich die Anforderungstemperaturen ähneln. Der Vorteil der Geothermie gegenüber der Solarthermie ist die Grundlastfähigkeit, was die Integration von Speichersystemen entfallen lässt.

4.5.1 Kaskadische Nutzung In Österreich gibt es bereits drei geothermische Anlagen mit einer kaskadischen Nutzung des Thermalwassers. Neben dem bereits erwähnten Geinberg (Abschnitt 2.7.2), nutzen die steirischen Thermen Bad Waltersdorf und Bad Blumau ihr Reservoir optimiert aus. Beispiel: Bad Blumau, Steiermark In Bad Blumau versorgt eine Bohrung mit einer thermischen Leistung von 7,8 MW neben einer luftgekühlten ORC

Anlage (250 kWel, 110-85°C) das Thermen- und Hotelresort mit 3,5 MW sowie die Beheizung der Außenpools mit 1,5 MW. Die Reinjektionstemperatur liegt derzeit im Minimum bei 50°C. Zudem wird das bei der Förderung des Thermalwassers freiwerdende Kohlendioxid über eine Abfüllanlage bei einer Kapazität von 1,5 Tonnen flüssiges

CO2 pro Stunde verwertet. [11] Beispiel: Bad Waltersdorf, Steiermark In Bad Waltersdorf Abbildung 46 wird Thermalwasser mit einem Volumenstrom zwischen 17 und 22 l/s bei einer Temperatur von 62°C gefördert. In der ersten Nutzungsstufe werden öffentliche Gebäude (Schule, Kindergarten) und private Wohnhäuser über ein Nahwärmesystem mit einer thermischen Leistung von 1 MW versorgt. Die nächste Stufe stellt das Thermalbad (Heiltherme Bad Waltersdorf) und das angeschlossene Hotel dar, deren Warmwasserbereitstellung und Lüftung mit 370 kW bei 48°C versorgt werden. Anschließend ist eine Nachwärmung Seite 53

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018 für das Schwimmbad sowie eine Fußbodenheizung verschalten, wodurch das Thermalwasser auf 38°C abgekühlt wird. Danach wird das Thermalwasser für die Thermalbecken und Schwimmbäder benützt. Das Schwallwasser der Becken wird über eine Wärmepumpe auf eine Vorlauftemperatur von 55°C gebracht. Das abgekühlte Wasser (deutlich unter 30°C) wird in den Vorfluter abgeleitet. [1]

Abbildung 46: Schematische Darstellung der Kaskade in Bad Waltersdorf [1, p.253]

4.5.2 Brauereien In Oberösterreich gibt es momentan 39 aktive Brauereien mit einem jährlichen Bierausstoß von 1.642 Millionen Hektoliter (hl) in 2016. Die Entwicklung des jährlichen Bierausstoßes ist, wie in Abbildung 47 dargestellt, in den letzten Jahren gestiegen.

1 800

1 600

1 400

1 200

1000 hl 1000 - 1 000

800

600

Bierausstoß OÖ Bierausstoß 400

200

0

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2004 Abbildung 47: Bierausstoß in Oberösterreich zwischen 2004 und 2016 [40]

Für die geothermische Nutzung in Brauereien gibt es nur wenige Beispiele zu nennen. Neben einer kleinen Brauerei in den USA und einem Startup in Italien hat allerdings etwa eine große Brauerei wie Bavaria Beer aus den

Seite 54

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Niederlanden ein Forschungsprojekt zur geothermischen Nutzung im östlichen Teil der Region Brabant in Auftrag gegeben11. Beispiel: Klamath Brewing Company, USA Die 2005 in Oregon, USA eröffnete Brauerei Klamath Brewing Company nutzt für ihren Brauprozess geothermische Wärme aus einem Nahwärmenetz. Dieses Netz liefert mit einer Temperatur von 82°C und einer Förderrate von 31 l/s Wärme für Gebäude (37.200 m²), Gewächshäuser (14.000 m²), 9.750 m², zur Straßenenteisung sowie für die Prozesswärme für eine Abwasserbehandlungsanlage. Wie in Abbildung 48 dargestellt, wird die geothermische Wärme über einen Wärmetauscher auf den ersten Heizkreis übertragen an dem ein Backupboiler integriert ist. Das eigentliche Brauwasser wird dann über einen weiteren Wärmetauscher auf 89°C erhitzt und in einem 4.500 Liter Tank gepuffert. Das Brauwasser wird dann im Maisch- (68°C) und im Läuterbottich (78°C) genutzt. Das Würzekochen wird über einen konventionellen Gas-Brenner durchgeführt. Nachfolgend wird die Würze über einen Regenerationswärmetauscher (Vorwärmung des kalten Brauwassers) auf 22°C gekühlt und in die Fermentationstanks eingelagert. Im Monat Juni 2006 wurden neben der Raumwärme für den Brauprozess 45 GJ benötigt.

Abbildung 48: Schematische Darstellung des Brauprozesses mit geothermischer Unterstützung

Beispiel: Vapori di Birra, Italien Seit 2013 werden in der Sasso Pisano in der Toskana von dem Startup Vapori di Birra drei verschiedene Biersorten mit geothermischer Energie gebraut. Dabei wird Dampf aus der nahe gelegenen Produktionsanlage von Enel Green Power in Larderello genutzt, wo 1904 auch das erste Geothermiekraftwerk in Betrieb genommen wurde. Rund um das Kraftwerk nutzt eine Vielzahl landwirtschaftlicher Betriebe den geothermischen Dampf.12 Beispiele Solarthermischer Versorgung Im Bereich der solarthermischen Prozessunterstützung gibt es eine Vielzahl an Konzepten und Anlagen. [41] geben einen Überblick (Tabelle 4-3) an Brauereien welche Solarthermie im ähnlichen Temperaturbereich für Vorwärmung, Heizung, Trocknung, Reinigung nutzen.

Tabelle 4-3: Auszug an solarthermischen Anwendungen in Brauereien nach [41]

Anwendung Firma Land Prozess Temperatur °C Milwaukee Brewing USA Wärmeverbrauch k.A. Solarthermische Hutt Brauerei Deutschland Brauwasserbeheizung 40-95 Wassererhitzung Chongquing Beverage China Lagerbeheizung k.A.

11 Quelle:http://www.thinkgeoenergy.com/beer-milk-powder-and-mars-bars-could-soon-be-produced-with-the-help-of-geothermal/ 12 Quelle: http://www.thinkgeoenergy.com/new-italian-craft-beers-cheering-for-geothermal-energy/ Seite 55

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Nestle Waters Saudi Arabien Flaschenreinigung k.A. Solarthermische Neumarkter Lammbräu Deutschland Trocknungsprozess 60 Trocknung Carriers & Sons Deutschland Trocknungsprozess 43 Brauerei Hald Deutschland Vorwärmen von Flaschen 40-120 Solarthermische Vorwärmen für Vorwärmung Cider House Hostetin Tschechien Pasteurisierung und k.A. Flaschenreinigung Solarthermische Gangl Fruchtsäfte Österreich Pasteurisierung 95-105 Pasteurisierung Metbrauerei Neuwirth Österreich Pasteurisierung, Sterilisierung 50-95 Solarthermische Hofmühl Brauerei Deutschland Flaschenreinigung 20-110 Reinigung

4.5.3 Molkereien In Oberösterreich wurden 2017 1.17 Millionen Tonnen an Rohmilch erzeugt [42]. Abbildung 49 zeigt die gesamte oberösterreichische Produktion von Trinkmilch- und Mischtrunk in den Jahren 2004 bis 2015. Des Weiteren wurden 2015 folgende Mengen an Produkten der Milchverarbeitung erzeugt [43]:  Schlagobers: 3.046 t  Sauerrahm: 1.802 t  Butter: 4.207 t  Käse und Topfen: 65.255 t

1 200 000

t - 1 000 000

800 000

/Mischtrunk /Mischtrunk - 600 000

400 000

200 000 Erzeugung Trinkmilch Erzeugung

0

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2004 Abbildung 49: Erzeugung von Trinkmilch- und Mischtrunk in Oberösterreich zwischen 2004 und 2015 [43]

In der Literatur werden drei Molkereianlagen genannt, die für die Versorgung der Milchpasteurisierung geothermische Energie nutzen. Alle drei Anlagen sind allerdings nicht mehr in Betrieb [44]. Beispiel Island: In Island wurde 1930 eine Molkerei zur Pasteurisierung von Milch und Herstellung von Eiweiß für Braunkäse gegründet. Die Wärmeversorgung wurde geothermisch gedeckt. Nach der Fusion mit einer weiteren Molkerei wurde sie 1938 geschlossen. Beispiel: Oradea, Rumänien In der Stadt Oradea wurde neben Thermalbad, Gebäude-, Gewächshausbeheizung, Holztrocknungsanlage auch eine Molkerei mit geothermischer Energie versorgt. Die 3.000 Meter tiefe Bohrung ergibt Thermalwassertemperaturen zwischen 105 und 110°C bei einer Förderrate von 30 l/s. Die Holztrocknungsanlage verwendete 0.5 bis 1 l/s des Thermalwassers für die Erzeugung von 50°C heißer Trocknungsluft. Jährlich wurden so 5.000 m³ Eiche für die Möbelproduktion getrocknet.

Seite 56

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Die 1981 eröffnete Molkerei produzierte 18.500 Liter Milch pro Tag im Sommerbetrieb und 200.000 Liter pro Tag im Winterbetrieb, wodurch jährlich 800 TOE in der Pasteurisierung eingespart werden konnten. Das Thermalwasser (17 l/s) wurde mit Rohrbündelwärmetauscher auf einen Sekundärwasserkreislauf übertragen, der wiederum die Heizungswärme für die Molkerei und über einen weiteren Plattenwärmetauscher die Pasteurisierung versorgte (Abbildung 50). Außerdem wurde das Thermalwasser für die Vorwärmung von Luft für die Milchpulverproduktion benutzt. [44]

Abbildung 50: Plattenwärmetauscher der Pasteurisierung in der Molkerei Oradea [44]

Beispiel: Klamath Falls, USA In der Medo-Bel Creamery, in Klamath Falls wurde Thermalwasser mit 6.4 l/s und 87°C von der Bohrung durch einen dreiteiligen Plattenwärmetauscher gepumpt (Abbildung 51). Kalte Milch wurde in einem Teil des Plattenwärmetauschers vorgewärmt (Abbildung 51, B) und im zweiten Teil des Wärmetauschers (Abbildung 51, C) 15 Sekunden bei einer Mindesttemperatur von 78°C durch das Thermalwasser (kurzzeit-) pasteurisiert. Fiel die Temperatur der Milch unter 74°C wurde sie so lange im Kreis geführt bis sie ausreichend behandelt war. Nach ausreichender Pasteurisierung wurde die Milch homogenisiert und im weiteren Teil (Abbildung 51, A) des Plattenwärmetauschers durch die Vorwärmung der kalten Milch auf 12°C gekühlt. Im dritten Teil des Wärmetauschers wurde sie mit kaltem Wasser endgültig auf 3°C gekühlt und zur Verpackung geleitet. So wurde 0.84 l/s bzw. monatlich 225 t Milch erzeugt. Neben der Milchpasteurisierung wurde außerdem die Batch- Pasteurisierung von Eiscrememischungen (63°C, 30 Minuten) durchgeführt.

Seite 57

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 51: Prozessfließbild der geothermischen Pasteurisierung in Klamath [44]

Der benötigten Temperaturen für Prozessdampf wurde durch die zusätzliche Erhitzung des Thermalwassers mit Gas erreicht. Des Weiteren behandeln einige Studien die technische und ökonomische Machbarkeit der geothermischen Nutzung in Molkereien. Beispielsweise wurde für US-Aid und die Kenya Geothermal Development Company eine vorläufige Machbarkeitsstudie über die technische, finanzielle und logistische Machbarkeit einer geothermisch betriebenen Molkerei in Kenia durchgeführt. Wie in Abbildung 52 dargestellt, wurde auch eine kaskadische Nutzung der geothermischen Energie ausgearbeitet [45].

Abbildung 52: Kaskadisches Nutzungskonzept in Kenia [45]

Im Bereich der solarthermischen Unterstützung von Molkereien geben [41] eine Übersicht, zusammengefasst in Tabelle 4-4.

Tabelle 4-4: Auszug an solarthermischen Anwendungen in Brauereien nach [41]

Anwendung Firma Land Prozess Temperatur °C Solarthermische Dairy Plant El Indio Mexiko Prozesswärme 20-95 Unterstützung Solarthermische Durango Dairy Company Mexiko Boiler Vorwärmung 20-95 Trocknung Solarthermische Nestle Dairy Plant Mexiko India Pasteurisierung 80-95

Seite 58

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Pasteurisierung Nestle Dairy Plant-Lagos Mexiko India Pasteurisierung 80-95 ds Moreno B.G. Chitale Mexiko India Pasteurisierung 150 Dairy Plant Ladonita Austria Mexiko Pasteurisierung 60-95 Bonilait Dairy Frankreich Reinigung 80 Solarthermische Heißwasser für Reinigung Mevgal S.A. Griechenland 20-90 Equipmentreinigung

4.5.4 Landwirtschaft Im landwirtschaftlichen Bereich gibt es verschiedene Anwendungsbereiche für geothermische Wärme, wie beispielsweise Gewächshäuser, Tierhaltung, Pilzzucht, Biogasproduktion, Fischzucht oder Trocknungsanlagen. Gewächshäuser sind besonders für die geothermische Wärmeversorgung von Interesse, da sie niedrige Temperaturanforderungen haben und so mit Thermalwasser von niedriger Temperatur oder als nachgeschaltete Nutzungsstufe in einer Kaskade versorgt werden können. So verwenden heute bereits 34 Länder geothermische Wärme in Gewächshäuser für die Produktion von Früchten, Gemüse und Blumen, geführt von der Türkei, Ungarn, Russland, China und Italien. Gründe dafür sind die bis zu 80% geringen Brennstoff und 5-8% geringeren Betriebskosten [46]. Im deutschsprachigen Bereich gibt es momentan zwei nennenswerte Anlagen, Frutura in der Steiermark und Kirchweidach in Bayern: Beispiel: Gewächshäuser Kirchweihdach, Deutschland In Kirchweidach wird seit 2013 das 16,6 ha große Gewächshaus mit 125°C heißem Thermalwasser (ca. 95% Deckung) für den Anbau von Tomaten, Paprika und Erdbeeren (3500 Tonnen Tomaten und 1500 Tonnen Paprika13) versorgt. Zudem wird Wärme aus dem Rücklauf des Fernwärmenetzes der Gemeinde Kirchweidach sowie die Abwärme der nahegelegenen Biogasanlage (ca. 5% Deckung) genutzt. Durch einen Pufferspeicher kann die Wärme bedarfsgerecht eingesetzt werden. Eine 630 kWp Eigenstrom-Photovoltaikanlage auf den Betriebshallen ermöglicht eine 75%ige Deckung des Eigenstrombedarfs.14 Beispiel: Gewächshäuser Frutura, Steiermark Für Frutura in der Steiermark wird ein (im Endausbau) 23,3 ha großes Gewächshaus für den Anbau von Tomaten, Paprika und Gurken nach Bio- und konventionellen Standard mit Thermalwasser bei einer Temperatur von 125°C versorgt. So wird in den Monaten zwischen Oktober und Mai der Anbau garantiert. Beispiel: Zwiebel-Trocknungsanlage. Nevada USA In Fernley, Nevada wird Abwärme eines geothermischen Stromerzeugungskraftwerks für die Trocknung und Reinigung der Zwiebeln sowie der Reinigung und Beheizung des Equipments und des Gebäudes verwendet. Das Thermalwasser tritt mit 140°C in den Trockner ein und dehydriert die Zwiebeln in drei Stufen (120°C, 100°C und 70°C). Ein Teil des Heißwassers wird auf 110°C abgekühlt und für die Reinigung der Gerätschaften verwendet. Pro Stunde werden in den Produktionszeiten Mai bis Dezember 6.800 kg getrocknete Zwiebeln erzeugt. [47] Beispiel: Tomaten Trocknungsanlagen, Xanthi, Griechenland Eine kleine Tomaten-Trocknungsanlage in Xanthi in Nordgriechenland verwendet seit 2001 Thermalwasser mit 59°C für einen 14 Meter langen Trocknungstunnel. Temperaturen zwischen 45 und 55°C sind ideal für die Trocknung von Tomaten, da so die Nähr- und Geschmackstoffe erhalten bleiben. Die Wärme des Thermalwassers wird mit Hilfe eines gerippten Luft-Wasser Wärmetauscher auf die Trocknungsluft übertragen und letztere mit zwei Gebläse (7kW) mit einem Volumenstrom von 10.000-12.000 m³/h über das Trocknungsgut gefördert. Die zuvor sortierten und gereinigten Tomaten werden in Hälften geschnitten und auf 25 Edelstahlblechen verteilt und für 45

13 Quelle: https://utopia.de/ratgeber/gemuese-treibhaus-der-zukunft/ 14 Quelle: https://www.gemuesebau-steiner.de Seite 59

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Minuten getrocknet. Pro Blech ergibt sich eine Menge von 7 kg getrockneter Tomaten mit einem Feuchtegehalt von 8 bis 10%, welche in einem weiteren Schritt in Olivenöl eingelegt und verpackt werden. [48]

Beispiel: Chili- und Knoblauch-Trocknungsanlagen, Thailand Chili und Knoblauch sind wichtiger Wirtschaftsfaktor in Thailand, sowohl frisch als auch getrocknet. In einem Schranktrockner (2.1 x 2.4 x 2.1 m) können auf insgesamt 36 Tabletts 450 kg Chilis und 220 kg Knoblauch getrocknet werden. Abgekühltes Thermalwasser aus einem geothermischen Kraftwerk mit einer Temperatur von 80°C wird durch einen Gegenstromwärmetauscher auf die Trocknungsluft übertragen, welche mit 1 kg/s die Trocknungskammer durchströmt. Die Trocknungstemperaturen liegen für Chilis bei 70°C, für Knoblauch bei 50°C bei Trocknungszeiten und Thermalwasserflüssen von 46 Stunden bei 1 kg/s für Chilis und 94 Stunden bei 0.04 kg/s für Knoblauch. [49]

4.5.5 Sonstige Im landwirtschaftlichen Bereich nennen [50] sowie [51] Beispiele zur Verwendung von Thermalwasser niedriger Temperaturen für die Beheizung von Fischzuchtteichen. [47] beschreibt eine Wäscherei in den USA welche mit Thermalwasser betrieben wird.

4.6 Diskussion, Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Dieses Kapitel beschäftigte sich mit der industriellen Nutzung der Geothermie. Dazu wurde eingangs die heute in 82

Länder installierte thermische Leistung von Geothermie für Direktnutzung vorgestellt, die bei 20 GWth liegt. Diese Zahl enthält dabei neben Fernwärme, Balneologie, Gewächshausbeheizung, Fischzucht, landwirtschaftlicher Beheizung, Schmelz- und Trocknungsprozessen auch die Balneologischen- und Fernwärmenutzung. Nachfolgend wurde der Bedarf für Prozesswärme der oberösterreichischen Industrie von 3,8 bis 4,4 TWh (Raum- und Prozesswärme < 100°C sowie Warmwasser) hergeleitet sowie die Chancen und Hemmnisse der industriellen Nutzung angeführt. In Abschnitt 4.4 wurden als Hauptanforderungen der industriellen geothermischen Nutzung die Örtlichkeit, das Temperaturniveau, der Wärmebedarf sowie der Lastgang der betrachteten Prozesse identifiziert. Im Zuge dessen wurde eine Übersicht zu den Temperaturbereichen industrieller Prozesse, geordnet nach Branche, erstellt und durch ein Bewertungsschema jene ausfindig gemacht, welche sich für eine Integration eignen. Dabei

Seite 60

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018 handelt es sich besonders um Prozesse der Lebensmittelindustrie und Landwirtschaft, aber z.T. auch Prozesse der Holzindustrie, der Papier- und Zellstoff, und der Textil- und Lederindustrie. Darauffolgend wurden einige spezifische Prozesse vorgestellt, welche sich aufgrund der zuvor genannten Anforderungen besonders gut für eine geothermische Nutzung eignen. Zum Schluss wurden mehrere umgesetzte Beispiele der geothermischen Nutzung aus den Bereichen der kaskadischen Nutzung und der Lebensmittelindustrie und Landwirtschaft vorgestellt. Ausblick Die Bestimmung der Anforderungen von Industrieprozessen war in diesem Umfang in Form einer Literaturrecherche hinreichend. Es ist aber erwähnenswert, dass es beispielsweise bei den Temperaturanforderungen sehr große Bandbreiten gibt. Auch der Wärmebedarf eines Prozesses und dessen Lastgang können je nach Anwendung extrem variieren. Neben den Anforderungstemperaturen der Prozesse sind allerdings für die Entwicklung einer kaskadischen Nutzung auch die Ausgangstemperaturen von Nöten. Informationen aus der Literatur sind in diesem Bereich entweder sehr selten oder ungenau und sollten grundsätzlich für jeden Einzelfall geprüft werden. Es wäre es sinnvoll in einer weiteren Arbeit eine Industrielandkarte innerhalb des Molassebeckens bzw. in ganz Oberösterreich mit der tatsächlichen Nachfrage der einzelnen Unternehmen zu erstellen. Darin sollten die Anforderungen der Prozesse an Temperatur, Wärmemenge, Lastgang sowie die Ausgangstemperaturen enthalten sein. Denkbar wäre ein Pendant zum bayrischen Abwärmeatlas, welcher es Unternehmen ermöglicht auf einer Onlineplattform ähnlich einer Börse ihre Abwärmepotentiale mit allen benötigten technischen Informationen einzugeben um Partner zu finden, welche diese Abwärme nutzen können. So könnte im Fall der industriellen Nutzung von Geothermie jedes interessierte Unternehmen die Daten seiner Prozesse eingeben und sich automatisiert das Potential einer geothermischen Versorgung berechnen lassen. Wenn auch benachbarte Landwirte teilnehmen, könnten mit Hilfe der Daten auch Vorschläge von kaskadischen Verschaltungen erstellt werden. Es wurde jedenfalls klar, dass die Auslegung von kaskadischen Nutzungen nur durch profunde Daten der teilnehmenden Betriebe ermöglicht werden kann. Greenfield Anlagen (Unternehmen) bzw. neu geplanten „Synergieparks“ könnten vollständig optimiert auf die geothermische Bohrung angepasst werden. So wäre es möglich Industrie an der Bohrung anzusiedeln, welche durch Symbiose und kaskadischen Nutzungsstufen das Thermalwasser bestmöglich ausnützt. So könnte beispielsweise ein Zentrum der Lebensmittelindustrie geplant werden, dessen oberste Nutzungsstufe eine Molkerei, Bierbrauerei oder Frucht-/Gemüseverarbeitung darstellt, gefolgt von der nächsten Stufe für Gewächshäuser oder Gebäude der Tierhaltung. In der letzten Stufe könnten alle Betriebsgebäude und zusätzlich ein Fischteich beheizt werden. Die Produktion und Verarbeitung vor Ort von Gemüse, Milch oder Fleisch vor Ort würde viel CO2 einsparen und der Region Arbeitsplätze bringen. Ob es Platz oder Bedarf für derartige Projekte gibt, muss geklärt werden, Vorzeige- oder Leuchtturmprojekte wären sie auf jeden Fall.

Seite 61

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

5 Abgleich: Angebot – Nachfrage In diesem Kapitel wird qualitativ ein Abgleich der Wärmenachfrage der in Oberösterreich aktuell bestehenden Industrie mit dem in Kapitel 3 berechneten geothermischen Wärmepotential durchgeführt.

5.1 Vorgehensweise Die Datenbasis für die Industriestandorte stellt dabei eine Abfrage des WKO Adressenservice dar, welche im Zuge des Projektes erworben wurde. Diese Liste enthält alle der WKO gemeldeten Unternehmen inklusive deren Branche und Adresse und umfasst für Oberösterreich insgesamt 1386 Firmen. Die Standorte dieser Unternehmen waren als Adressen vorhanden und wurden mithilfe eines Plugins in QGIS geokodiert. Das Ergebnis ist in der Karte in Abbildung 53 dargestellt.

Abbildung 53: Standorte der 1386 Unternehmen aus der WKO Abfrage

Auf die quantitative Ermittlung eines Potentials der geothermischen Bedarfsdeckung der Unternehmen wurde verzichtet, da für diese Betrachtungen spezifische Informationen (Energiekennzahlen für den Wärmebedarf) je Unternehmen benötigt werden und diese je Branche nicht pauschaliert werden können, da sie zusätzlich von der Unternehmensgröße bzw. den produzierten Gütern (Menge, Qualität, Varianten) abhängen. Die Annahme von Durchschnittswerten pro Branche wäre nicht repräsentativ und eine Recherche der Energiekennzahlen für jedes einzelne Unternehmen würde den Umfang dieser Arbeit übersteigen. Aus diesen Gründen wurde eine rein qualitative Auswertung durchgeführt. Mit einer qualitativen Auswertung ist gemeint, dass ausgehend von der Thermalwassertemperaturkarte aus Abschnitt 3.3 untersucht wird, welche Standorte aus der Firmenliste, welche geothermische Deckung erreichen. Dabei werden die Temperaturanforderung des Unternehmens und deren Branche auf die an dem Standort (Gemeindeebene) vorliegende Thermalwassertemperatur abgeglichen. Dazu wurde jedem Unternehmen basierend auf dessen Branche ein Temperaturanforderungsprofil zugeordnet. Diese

Seite 62

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Profile beschreiben die Temperaturanforderungen an die Wärmeversorgung innerhalb dieser Branche. Diese wurden aus Abbildung 54 übernommen. So erfordert die Branche „Ernährung“ beispielsweise etwa 24% Raumwärme, 1% Brauchwasser, 33% Prozesswärme unter 100°C und 52% Wärme zwischen 100 und 500°C.

Abbildung 54: Temperaturanforderungsprofile verschiedener Branchen [37, 52]

Bei einer Thermalwassertemperatur von 100°C könnte beispielsweise der Bedarf in der Lebensmittelbranche an Raumwärme (angenommen: 50°C) und Brauchwasser (angenommen 75°C), sowie die Nachfrage an Prozesswärme unter 100°C zu 100% gedeckt werden, der Bedarf an Wärme zwischen 100 und 500°C allerdings nicht. In diesem Fall ergäbe sich somit eine geothermische Deckung im Umfang von etwa 58%. So wird jedes Unternehmen einer Branche zugeordnet und mittels eines geographischen Abgleichs in QGIS diesen Unternehmen, abhängig von deren Standort, die berechnete Thermalwassertemperatur zugeordnet. Über das Temperaturanforderungsprofil aus Abbildung 54 und der Thermalwassertemperatur wird daraus für jedes Unternehmen die geothermische Deckung berechnet. Die Ergebnisse dazu wurden graphisch aufbereitet und in Form eines Ampelsystems in einer Karte dargestellt (Abbildung 55). Dadurch können Unternehmen identifiziert werden, welche für eine geothermische Versorgung in Frage kommen und welche nicht. Die detaillierten Auswertungen sind dem Anhang 7.5 zu entnehmen.

5.2 Ergebnisse Insgesamt liegen von den 1.386 oö. Unternehmen 352 Unternehmen im Bereich des Pilotgebiets. Aus diesen wurden des Weiteren alle für die Wärmeversorgung nicht relevanten Unternehmen ausgefiltert. So blieben 268 Unternehmen übrig. Die Ergebnisse für die geothermischen Deckungsgrade in Oberösterreich sind in Tabelle 4-5 zusammengefasst. Zudem enthält sie Informationen über die Anzahl der Unternehmen pro Branche und die durchschnittliche Thermalwassertemperatur. So liegen beispielsweise die Unternehmen der Papierindustrie in Gemeinden mit hohen Thermalwassertemperaturen, die Lederindustrie allerdings in Gemeinden mit niedrigen Temperaturen. Es ist zu erkennen, dass besonders die Branchen Bekleidungs-, Textilindustrie, sowie die metallverarbeitende Industrie geothermische Deckungsgrade bis 65% erreichen. Dies ist auf den Raumwärmebedarf dieser Industriebranchen zurückzuführen. Bei den Branchen Papier, Gummi und Kunststoff und Holz werden bereits größere Anteile an Prozesswärme bis 100°C benötigt, was durch Geothermie nur in den südlichen Bereichen des Pilotgebiets erreicht werden kann. Trotzdem kann in diesen Branchen die Vorwärmung geothermisch gedeckt werden. Für die chemische Industrie oder der Branche Glas+Keramik, Steine und Erden ist eine geothermische Versorgung aufgrund der hohen Prozesstemperaturen nicht relevant. Eventuell interessant wären Unternehmen in der Beton- und Fertigteilbranche. Für die beschleunigte Aushärtung von Beton könnte hier Niedrigtemperaturwärme verwendet werden. Im Pilotgebiet liegen acht derartiger Unternehmen.

Seite 63

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Tabelle 4-5: Ergebnisse Abgleich Thermalwassertemperaturen - Unternehmen

Anzahl an Durchschnittliche geothermischen Branche Unternehmen Thermalwassertemperatur - °C Deckung Glas+Keramik, Steine, Erden 6 73.6 4% Chemische Industrie 8 86.0 9% Holzindustrie 45 87.3 25% Lebensmittelindustrie 27 82.2 29% Gummi und Kunststoff 32 83.7 31% Papierindustrie 2 107.0 34% Lederindustrie 4 76.5 49% Herstellung von Metallerzeugnissen 109 92.1 52% Textilindustrie 4 89.1 62% Bekleidungsindustrie 3 82.1 65% Summe: 268 Mittelwert: 87,9 Mittelwert: 37% Beton- und Fertigteilindustrie 8 93.0

Abbildung 55: Abgleich Temperaturbedarf der Unternehmen

5.3 Diskussion In diesem Kapitel wurde die in Abschnitt 3.3 generierte Heatmap der Thermalwassertemperaturen mit einer Liste von Unternehmen verschnitten. Ziel war es qualitativ eine Aussage über die Integration geothermischer Wärme zu machen. So sollte den Unternehmen abhängig von deren Branche und deren Standort und der damit verbundenen Thermalwassertemperatur ein geothermischer Deckungsgrad zugeordnet werden.

Seite 64

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Bei der vorliegenden Betrachtung wurde auf eine Verallgemeinerung gesetzt, weil mangelnde Detailinformationen über Einzelunternehmen eine starke Vereinfachung erforderlich machen. Die Einteilung und Beurteilung der Unternehmen nach Branchen war notwendig, um die Temperaturanforderungsprofile aus der Literatur verwenden zu können. Für genauere Betrachtungen sollte jede Branche in ihre Unterbranchen aufgegliedert werden, besonders am Beispiel der Lebensmittelindustrie.

Überblick

Folgend wird nochmals auf die Ergebnisse der einzelnen Branchen detailliert eingegangen: Glas+Keramik, Steine, Erden: Diese Branche weist erwartungsgemäß die niedrigste geothermische Deckung (durchschnittlich 4%) auf. Es ist zu erwähnen, dass zusätzlich alle der untersuchten Unternehmen dieser Branche in Bereichen mäßiger bis niedriger Thermalwassertemperaturen liegen (66,9-76,5°C). Es kann nur der Anteil der Raumwärme gedeckt werden, welche allerdings nur einen Anteil von 5% am gesamten Wärmebedarf hat. Somit können Unternehmen dieser Branche aus weiteren Betrachtungen ausgeschlossen werden. Chemische Industrie: Hier gilt Ähnliches wie bei der vorigen Branche. Die Temperaturanforderungen an die Wärme können zwar für Raumwärme, zum Teil für Warmwasser und in einem Fall auch die Prozesswärme bis 100°C gedeckt werden. Allerdings stellt die Summe aus den Temperaturbereichen Raumwärme, Warmwasser und Prozesswärme bis 100°C aufgrund von Prozessen mit höheren Temperaturanforderungen wie etwa Destillation, Kochen oder Eindicken nur einen Anteil von 36% am Gesamtbedarf dar. Somit ergibt sich durchschnittlich nur eine geothermische Deckung von 9%. Holzindustrie: Bei dem Großteil der Standorte der Holzindustrie kann die Raumwärme gedeckt werden, mit Ausnahme von zwei Standorten, wo die Thermalwassertemperatur leicht unter 50°C liegt. Auch der Bedarf an Warmwasser kann bei 71 der insgesamt 73 Standorte geothermisch versorgt werden. Für die Behandlung bzw. die Trocknung des Holzes werden große Mengen an Niedertemperaturwärme bis 100°C (69%) benötigt, welche an 13 Standorten geothermisch erbracht werden kann. Für diese Unternehmen ergibt sich eine Deckung von 82%, im Durchschnitt liegt sie bei 25%. Letzterer Wert ergibt sich durch die Definition der Prozesstemperatur bis 100°C. Da Holz beispielsweise auch bei niedrigeren Temperaturen getrocknet werden kann, könnte der Wärmebedarf bei mehreren Standorten geothermisch gedeckt werden. Gegen eine geothermische Versorgung sprechen Biomasseheizkraftwerke welche mit Abfall und Reststoffen der Holzproduktion befeuert werden. Lebensmittelindustrie: Auch hier kann der Bedarf an Raumwärme für 26, Warmwasser für 18 der 27 Standorte geothermisch gedeckt werden. Diese Standorte erreichen Deckungsgrade zwischen 24 und 25%. Bei vier Unternehmen kann zusätzlich die Prozesswärme bis 100°C geothermisch gedeckt werden, wodurch sich Deckungsgrade um 58% ergeben. Für den gesamten Pilotbereich liegt ein Deckungsgrad von 29% vor. Generell sollte diese Branche aber genauer betrachtet werden, da sich die Temperaturanforderungen der Prozesse innerhalb der Branche stark unterscheiden können und im Durchschnitt eher niedrig sind, wie in Abschnitt 4.4.2 gezeigt wurde. Lederindustrie: Die Lederindustrie hat mit nur vier Standorten einen geringen Anteil am Gesamtwärmebedarf. An allen Standorten kann die Raumwärme, an einem das Warmwasser geothermisch gedeckt werden. Insgesamt ergibt sich eine geothermische Deckung von 49%. Gummi und Kunststoff: Bei allen Standorten kann der Bedarf an Raumwärme, bei 15 an Warmwasser und bei acht an Prozesswärme bis 100°C geothermisch gedeckt werden. Insgesamt ergibt sich ein durchschnittlicher Deckungsgrad von 31%. Papierindustrie: Bei den beiden Standorten könnten jeweils der Bedarf von Raumwärme, Warmwasser und Prozessenergie bis 100°C gedeckt werden. Da die Wärmeerzeugung in Papierfabriken meist über die Verbrennung biogener Reststoffen aus der Produktion oder Schwarzlauge in KWK-Anlagen erfolgt und meist zusätzlich Abwärme

Seite 65

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018 anfällt, ist die Papierindustrie für die geothermische Versorgung zu vernachlässigen. Insgesamt ergibt sich ein durchschnittlicher geothermischer Deckungsgrad von 34%. Herstellung von Metallerzeugnissen: Dies Branche ist mit 109 Standorten am stärksten vertreten. Davon können 107 mit Raumwärme, 84 zusätzlich mit Warmwasser und 37 mit Prozesswärme bis 100°C versorgt werden. Da für die Produktion von Metallerzeugnisse der Raumwärmebedarf der Produktionshallen die hohen Prozesstemperaturen überwiegt, spiegelt sich im hohen durchschnittlichen geothermischen Deckungsgrad wieder, welcher bei 52% liegt. Besonders Schichtbetriebe sind für die geothermische Deckung interessant. Aber auch hier muss der unterschiedliche Heizbedarf für Winter und Sommer beachtet werden. Bekleidungsindustrie/Textilindustrie: Bei diesen Branchen wurden dieselben Annahmen bezüglich den Temperaturanforderungen wie bei der Lederindustrie getroffen. Bei beiden Branchen kann die Raumwärme geothermisch gedeckt werden. Warmwasser kann bei einem Unternehmen von vier der Bekleidungsindustrie und bei drei von vier der Textilindustrie gedeckt werden. Zusätzlich kann ein Standort der Textilindustrie auch mit Prozesswärme bis 100°C versorgt werden. Insgesamt ergeben sich für die Bekleidungsindustrie und die Textilindustrie ein geothermischer Deckungsgrad von 65% und 62%, was an dem großen Bedarf an Niedertemperaturwärme liegt. Diskussion Da es sich bei den Temperaturanforderungsprofilen um grobe Richtwerte aus der Literatur handelt, sollten die Ergebnisse mit Vorsicht betrachtet werden. Außerdem erzeugt die Bewertung über diskrete Temperaturen (50, 75, 100, 500°C, usw.) auch vermeintliche Fehler, da innerhalb der Branche auch Prozesse vorliegen können deren Anforderungstemperaturen knapp unterhalb einer der Bewertungstemperaturen liegen. So wird bei einer Thermalwassertemperatur von 98°C die geothermische Deckung für Prozesswärme bis 100°C mit 0% bewertet, obwohl sich in dieser Branche vermutlich auch Prozesse mit Temperaturen unterhalb von 98°C versorgen lassen.

Da es sich bei der vorliegenden Betrachtung um Ergebnisse qualitativer Art handelt, kann dadurch auf kein Potential geschlossen werden. Es sollte im Allgemeinen gezeigt werden, welche Industriebranchen in Oberösterreich im Bereich der hydrothermalen Lagerstätte liegen und ob diese - auf Basis der für die Prozesse benötigten Temperaturen - theoretisch einen Bedarf an geothermischer Wärme haben könnten. Eine wirtschaftliche Betrachtung bzw. auch ein Vergleich zu anderen erneuerbaren Ressourcen wie Abwärme (z.B. in der Zement- oder chemischen Industrie) oder biogene Reststoffe (z.B. in der Holzindustrie) wurde nicht durchgeführt.

Für genauere Betrachtungen sollten jedenfalls die Branchen mit den höchsten Deckungsgraden und der höchsten Anzahl an Unternehmen näher untersucht werden. Beispielsweise sollte die Lebensmittelindustrie in ihre Unterbranchen (Brauereien, Molkereien, Fleischverarbeitung, usw.) unterteilt werden, um genauere Temperaturanforderungsprofile verwenden zu können.

Seite 66

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Seite 67

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

6 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Kapitel 2: Dieses Kapitel gab eine Einführung in das Thema Geothermie. Es wurde u.a. erörtert, dass sich der Ursprung geothermischer Wärme aus 30% Gravitationswärme und 70% radioaktivem Zerfall in der Erdkruste ergibt und zwischen tiefer, oberflächennaher, niedrig- oder hochenthalper Geothermie unterschieden werden kann. Die verschiedenen Nutzungsarten von Stromerzeugung über Fern-, Prozesswärme oder Balneologie wurden erörtert sowie die Erschließung eines geothermischen Aquifers beschrieben. Außerdem wurde die Verbreitung in Europa, mit einer installierten thermischen Gesamtleistung von knapp 5 GWth vorgestellt, wobei Österreich einen Anteil von etwa 70 MW beiträgt. Nach der Beschreibung der Chancen und Hemmnisse der Geothermie wurde auf den momentanen Stand der Entwicklungen in Oberösterreich eingegangen. Der geologische Aufbau des oberösterreichischen Molassebeckens und dessen Erschließungshorizont der Malm (bzw. Oberer Jura) wurden anschaulich erklärt und die Besonderheiten herausgehoben. Darauf folgend wurden die 8 Bestandsanlagen angeführt und deren Betriebsdaten und -führung vorgestellt. Zusätzlich wurde kurz auf die rechtlichen Aspekte der Geothermie in Österreich eingegangen und zum Schluss die Wirkungsweise der bilateralen Regensburger Verträge zwischen Oberösterreich und Bayern bezüglich der Thermalwassernutzung erörtert. Kapitel 3: In diesem Kapitel wurden eingangs verschiedene relevante Studien zum Geothermiepotenzial vorgestellt und deren Ergebnisse diskutiert. Nachfolgend wurde die Berechnungsmethodik dieser Studie dargelegt. Mithilfe zweier verschiedener Modelle wurden basierend auf den vorliegenden Daten die Thermalwassertemperaturen für 117 oberösterreichische Gemeinden berechnet, welche einen theoretischen Zugang zum Aquifer vorweisen. Das Ergebnis wurde für die minimalen, mittleren und maximalen Thermalwassertemperaturen in Form von Heatmaps dargestellt. Folgend die Heatmap für die mittleren Thermalwassertemperaturen:

In den weiteren Schritten wurden basierend auf den Thermalwasserdaten mit verschiedenen Szenarien die Potentiale für die installierbare Dublettenleistung abgeleitet. Durch Einbeziehung der Gemeindeflächen und dem Flächenbedarf pro Dublette wurde im nächsten Schritt basierend auf verschiedenen Szenarien das theoretische Gesamtpotential für Oberösterreich (thermische Leistung und Wärmemenge) berechnet.

Seite 68

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Auch hier wurden zur graphischen Auswertung Heatmaps erstellt. Die Berechnungen wurden basierend auf drei Szenarien durchgeführt (best, mean, worst) und spannten somit den Ergebnisraum auf. Dabei wurden Minimal-, Maximal- und zusätzlich Mittelwerte (bei Förderrate 50 l/s, entspricht Durchschnitt der Bestandanlagen, Abschnitt 3.6) für die Reinjektionstemperaturen 60, 45 und 30°C durchgeführt. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle aufgelistet:

Einheit 60°C 45°C 30°C

Min MW 319 519 738 Leistung pro Dublette Mittel (50 l/s) MW 532 865 1.231 Max MW 745 1.211 1.722 Min MW 141 224 315 Leistung pro Gemeinde Mittel (50 l/s) MW 235 582 1.459 Max MW 914 1.450 2.043 Min GWh 282 447 630 Wärme pro Gemeinde Mittel (50 l/s) GWh 470 2.912 11.673 Max GWh 7.309 11.603 16.342

Kapitel 4: Dieses Kapitel beschäftigte sich mit der industriellen Nutzung der Geothermie. Dazu wurde eingangs die heute in 82 Ländern installierte thermische Leistung von Geothermie für Direktnutzung vorgestellt, die bei 70 GWth liegt. Diese Zahl enthält dabei neben Fernwärme, Balneologie, Gewächshausbeheizung, Fischzucht, landwirtschaftlicher Beheizung, Schmelz- und Trocknungsprozessen auch den vor der Balneologischen- und

Fernwärmenutzung, mit etwa 50 GWth größten Anteil der Wärmepumpen. Nachfolgend wurde der Bedarf für Prozesswärme der oberösterreichischen Industrie von 3,8 bis 4,4 TWh (Raum- und Prozesswärme < 100°C sowie Warmwasser) hergeleitet sowie die Chancen und Hemmnisse der industriellen Nutzung angeführt. In Abschnitt 4.4 wurden als Hauptanforderungen der industriellen geothermischen Nutzung die Örtlichkeit, das Temperaturniveau, der Wärmebedarf sowie der Lastgang der betrachteten Prozesse identifiziert. Im Zuge dessen wurde eine Übersicht zu den Temperaturbereichen industrieller Prozesse, geordnet nach Branche, erstellt und durch ein Bewertungsschema jene ausfindig gemacht, welche sich für eine Integration eignen. Dabei handelt es sich besonders um Prozesse der Lebensmittelindustrie und Landwirtschaft, aber z.T. auch Prozesse der Holzindustrie, der Papier- und Zellstoff, und der Textil- und Lederindustrie. Darauffolgend wurden einige spezifische Prozesse vorgestellt welche sich aufgrund der zuvor genannten Anforderungen besonders gut für eine geothermische Nutzung eignen. Zum Schluss wurden mehrere umgesetzte Beispiele der geothermischen Nutzung aus den Bereichen der kaskadischen Nutzung und der Lebensmittelindustrie und Landwirtschaft vorgestellt. Kapitel 5: In diesem Kapitel wurde die in Abschnitt 3.3 generierte Heatmap der Thermalwassertemperaturen mit einer Liste von Unternehmen verschnitten. Ziel war es qualitativ eine Aussage über die Integration geothermischer Wärme zu machen. So sollte den Unternehmen abhängig von deren Branche und deren Standort und der damit verbundenen Thermalwassertemperatur ein geothermischer Deckungsgrad zugeordnet werden. Folgend die Heatmap mit den Thermalwassertemperaturen und den Unternehmensstandorten und deren Bewertung auf die geothermische Deckung:

Seite 69

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Die Firmenliste stammt aus einer Abfrage aus der WKO Firmendatenbank und enthält für den Pilotbereich (innerhalb der berechneten Thermalwassertemperaturen) 352 Unternehmen, wovon 268 Unternehmen einen relevanten Wärmebedarf aufweisen. Diesen Unternehmen wurden in Branchen eingeteilt und ihnen typische Temperaturanforderungsprofile (Raumwärme, Warmwasser, Prozesswärme bis 100°C, usw.) des Wärmebedarfs aus der Literatur zugeordnet. Die Standortdaten wurden über ein QGIS Plugin auf der Thermalwassertemperaturkarte verortet und im nächsten Schritt wurde jedem Unternehmen die Thermalwassertemperatur an dessen Standort zugeordnet. So konnten pro Branche je nach Thermalwassertemperatur und Temperanforderungsprofil des Wärmebedarfs folgende geothermische Deckungsgrade erreicht werden:  Glas+Keramik, Steine, Erden (Anzahl 6) 4%  Chemische Industrie (Anzahl 8) 9%  Holzindustrie (Anzahl 45) 25%  Lebensmittelindustrie (Anzahl 27) 29%  Gummi und Kunststoff (Anzahl 32) 31%  Papierindustrie (Anzahl 2) 34%  Lederindustrie (Anzahl 4) 49%  Herstellung von Metallerzeugnissen (Anzahl 109) 52%  Textilindustrie (Anzahl 4) 62%  Bekleidungsindustrie (Anzahl 3) 65% So konnte überblickmäßig gezeigt werden, welche Branchen in welchen Bereichen des Pilotgebiets für eine geothermische Nutzung von Interesse sind.

Seite 70

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Ausblick Die nachfolgende Auflistung gibt eine Übersicht über Anregungen für die Zukunft:  Verwendung des vollständigen GBA Modells für die Berechnung der Thermalwassertemperaturen: Das in dieser Studie verwendete geostatische Modell könnte, bei Erscheinen des konduktiven Modells für ganz Österreich, ersetzt werden und so genauere Ergebnisse erzielen. Besonders in den südlichen Gemeinden Oberösterreichs könnten so validere Temperaturen für die Potentialberechnung verwendet werden.  Verwendung von Minderungsfaktoren bzgl. des Potentials: Da das berechnete technische Potential keinerlei Einschränkungen miteinbezieht, sollte für weitere Betrachtungen reduzierende Faktoren in die Berechnungen miteinfließen. So könnten etwa zwischen lokalen Einschränkungen wie Berg-, Wald-, Naturschutz- oder Wasserschutzgebieten und strukturelle Einschränkungen wie der Nachfrage- und Siedlungsinfrastruktur unterschieden werden und diese mit Firmenstandorten, Agrarflächen (für Gewächshäuser) oder Industrieparks verschnitten werden. Daraus ließen sich eventuell Bereiche der Energiesynergie identifizieren.  GIS-basierte Landkarte für Prozess- und Heizwärmebedarf: Das Wissen um den Bedarf an Wärme in jeglichen Branchen aber auch im Wohnungsbereich wäre für einen Abgleich mit geothermischen Quellen aber auch generell für die Energieraumplanung von großem Interesse. Durch zusätzliche Integration von Daten für Abwärme aus industrieller Herkunft sowie Heizkraftwerken könnten Modelle zur Optimierung der Energieraumplanung erstellt werden.  Aufbau einer Datenbank mit Temperatur/Wärmemenge/Lastprofil: Durch die Erstellung der GIS- basierten Landkarte würde des Weiteren eine wertvolle Datenbank mit Informationen zu Temperaturbereichen, Energiekennzahlen und Lastprofilen entstehen, welche ebenfalls bspw. auf Synergienutzungen untersucht werden könnten. Sind diese Daten vorhanden, könnte auch zusätzlich ein Potential für die geothermische industrielle Integration berechnet werden.  Case Studies für interessante Branchen außerhalb der reinen Raumwärmeheizung: Besonders in der Branche Lebensmittel sollte anhand von Case Studies die mögliche Integration von Geothermie gezeigt werden. Wie in dieser Studie gezeigt, liegen viele Brauereien oder Molkereien im Bereich des Aquifers und könnten somit mit Thermalwasser versorgt werden. Außerdem sollten Konzepte der kaskadischen Nutzung ausgearbeitet werden, um die Möglichkeiten vollständig auszuschöpfen.

Seite 71

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

7 Anhang

7.1 Ergebnisse - Thermalwassertemperaturen pro Gemeinde

7.1.1 Datentabelle Temperaturwerte

Tiefe Bohr- Gemeinde- Gemeinde- Gemeinde- Tiefe Tiefe Bohr- Bohr- malm tiefe T min - T mittel - T max - Gemeinde GKZ höhe_min höhe_mean höhe_max malm malm tiefe min tiefe max mittel - mittel - °C °C °C 0 - m - m - m min - m max - m - m - m m m Ausgelesen aus GBA Temperaturmodell, kein Tiefenmodell vorhanden, deshalb nur mittlere Temperaturwerte

Andorf 41402 350 384 430 0 0 0 0 -1458 0 0 46 0

Antiesenhofen 41202 340 340 340 0 0 0 0 -1471 0 0 48 0

Eggerding 41406 360 408 470 0 0 0 0 -1506 0 0 48 0

Lambrechten 41212 400 437 470 0 0 0 0 -1630 0 0 52 0

Mayrhof 41412 460 460 460 0 0 0 0 -1563 0 0 48 0

Ort im Innkreis 41220 350 413 430 0 0 0 0 -1638 0 0 53 0

Reichersberg 41224 350 360 420 0 0 0 0 -1655 0 0 54 0

St. Marienkirchen bei Schaerding 41419 310 368 410 0 0 0 0 -1394 0 0 43 0

Utzenaich 41233 390 412 460 0 0 0 0 -1777 0 0 59 0

Zell an der Pram 41430 370 409 460 0 0 0 0 -1536 0 0 49 0

Ausgelesen aus GeoMol über Malmtiefe aus Temperaturmodell

Altheim 40401 420 425 430 -1665 -1786 -1861 -2085 -2211 -2291 82 85 93

Ampflwang im Hausruckwald 41701 560 661 770 -1524 -1692 -1911 -2084 -2353 -2681 82 87 98

Andrichsfurt 41201 420 450 490 -564 -760 -975 -984 -1210 -1465 48 56 66

Aspach 40402 430 536 620 -1791 -1949 -2044 -2221 -2485 -2664 88 91 102

Aurolzmünster 41203 430 448 470 -679 -1005 -1204 -1109 -1452 -1674 55 62 71

Braunau am Inn 40404 340 354 380 -1390 -1494 -1628 -1730 -1848 -2008 70 74 85

Burgkirchen 40405 380 411 460 -1447 -1604 -1739 -1827 -2014 -2199 71 77 91

Dorf an der Pram 41405 400 432 480 -453 -623 -855 -853 -1055 -1335 42 50 58

Eberschwang 41204 510 585 760 -1266 -1464 -1627 -1776 -2049 -2387 71 80 88

Eitzing 41205 420 456 490 -964 -1367 -1786 -1384 -1823 -2276 60 77 85

Frankenburg am Hausruck 41709 530 691 790 -1528 -1966 -2265 -2058 -2657 -3055 75 93 106

Geboltskirchen 40807 530 633 750 -1161 -1427 -1552 -1691 -2060 -2302 68 78 83

Geiersberg 41206 500 500 500 -1107 -1199 -1357 -1607 -1699 -1857 68 71 78

Geinberg 41207 359 397 476 -1696 -1778 -1840 -2055 -2175 -2316 85 88 94

Gurten 41208 370 447 490 -1627 -1774 -1888 -1997 -2221 -2378 83 88 93

Haag am Hausruck 40809 460 587 740 -1112 -1250 -1489 -1572 -1837 -2229 66 71 83

Helpfau-Uttendorf 40413 420 450 470 -1528 -1652 -1827 -1948 -2102 -2297 76 79 93

Hofkirchen an der Trattnach 40811 410 414 420 -552 -831 -1037 -962 -1244 -1457 47 69 69

Hohenzell 41209 490 498 510 -1042 -1152 -1297 -1532 -1650 -1807 65 71 77

Höhnhart 40415 450 533 570 -1791 -1877 -1951 -2241 -2410 -2521 87 88 104

Kirchdorf am Inn 41210 330 363 370 -1417 -1614 -1747 -1747 -1977 -2117 76 80 87

Kirchheim im Innkreis 41211 490 495 500 -1882 -1962 -2035 -2372 -2457 -2535 90 94 101

Lohnsburg am Kobernaußerwald 41213 500 665 760 -1419 -1971 -2233 -1919 -2636 -2993 72 94 106

Maria Schmolln 40420 490 596 660 -1717 -1874 -2169 -2207 -2470 -2829 84 89 101

Mattighofen 40421 434 450 529 -1878 -1954 -2054 -2312 -2404 -2583 88 96 96

Mauerkirchen 40422 450 450 450 -1575 -1656 -1723 -2025 -2106 -2173 77 95 95

Mehrnbach 41214 440 479 560 -999 -1631 -1994 -1439 -2110 -2554 52 87 97

Mettmach 41215 480 583 700 -1837 -1980 -2042 -2317 -2563 -2742 92 94 106

Seite 72

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Mining 40423 330 345 350 -1417 -1583 -1708 -1747 -1928 -2058 73 79 85

Moosbach 40424 420 430 440 -1632 -1762 -1838 -2052 -2192 -2278 79 83 97

Mörschwang 41216 360 450 490 -1126 -1369 -1503 -1486 -1819 -1993 67 73 78

Mühlheim am Inn 41217 330 340 350 -1455 -1602 -1730 -1785 -1942 -2080 77 80 89

Neuhofen im Innkreis 41218 450 505 580 -1216 -1356 -1984 -1666 -1860 -2564 72 76 93

Neukirchen an der Enknach 40427 370 375 380 -1425 -1522 -1793 -1795 -1897 -2173 71 74 88

Neukirchen an der Vöckla 41716 460 561 780 -1754 -2065 -2284 -2214 -2626 -3064 90 102 113

Obernberg am Inn 41219 360 360 360 -1097 -1233 -1490 -1457 -1593 -1850 67 71 81

Ottnang am Hausruck 41722 530 658 740 -1497 -1741 -2120 -2027 -2399 -2860 85 94 105

Pattigham 41221 520 589 650 -1288 -1417 -1505 -1808 -2006 -2155 75 79 86

Peterskirchen 41222 430 452 480 -835 -967 -1073 -1265 -1419 -1553 58 64 70

Pischelsdorf am Engelbach 40432 490 495 510 -1611 -1931 -2176 -2101 -2426 -2686 74 91 97

Polling im Innkreis 40433 420 425 430 -1812 -1847 -1893 -2232 -2272 -2323 87 89 98

Pram 40822 410 466 520 -789 -1003 -1170 -1199 -1468 -1690 53 63 71

Pramet 41223 580 650 690 -1423 -1557 -1679 -2003 -2207 -2369 79 82 93

Redleiten 41729 600 643 700 -1699 -2075 -2243 -2299 -2718 -2943 84 96 106

Ried im Innkreis 41225 430 435 440 -1095 -1170 -1246 -1525 -1605 -1686 68 69 75

Riedau 41416 410 422 460 -322 -399 -478 -732 -821 -938 39 41 44

Roßbach 40434 470 473 480 -1799 -1881 -1988 -2269 -2353 -2468 86 87 99

Rottenbach 40823 410 437 450 -805 -1044 -1162 -1215 -1481 -1612 52 63 68

Schalchen 40441 440 554 650 -1675 -1919 -2176 -2115 -2473 -2826 81 90 99

Schildorn 41229 530 596 680 -1387 -1536 -2010 -1917 -2132 -2690 76 81 100

Schwand im Innkreis 40442 390 411 430 -1464 -1553 -1681 -1854 -1964 -2111 73 76 81

Senftenbach 41230 430 440 450 -691 -1427 -1703 -1121 -1867 -2153 55 73 85

St. Georgen bei Obernberg am Inn 41226 390 395 400 -1234 -1579 -1791 -1624 -1974 -2191 70 80 89

St. Johann am Walde 40436 570 638 730 -1769 -1949 -2202 -2339 -2588 -2932 84 93 104

St. Marienkirchen am Hausruck 41227 540 543 550 -1174 -1265 -1362 -1714 -1808 -1912 71 73 78

St. Peter am Hart 40438 350 350 350 -1486 -1609 -1710 -1836 -1959 -2060 76 78 90

St. Veit im Innkreis 40440 430 430 430 -1857 -1925 -1995 -2287 -2355 -2425 88 90 100

Taiskirchen im Innkreis 41231 440 488 530 -288 -601 -888 -728 -1088 -1418 36 50 62

Treubach 40444 #NV 417 #NV -1768 -1833 -1890 #NV -2250 #NV 84 85 100

Tumeltsham 41232 450 465 480 -925 -1029 -1141 -1375 -1494 -1621 60 66 71

Waldzell 41234 530 629 720 -1446 -1970 -2231 -1976 -2599 -2951 76 92 108

Weibern 40833 440 471 500 -989 -1135 -1316 -1429 -1606 -1816 59 67 82

Weilbach 41235 390 424 490 -1423 -1575 -1737 -1813 -1999 -2227 75 81 87

Wendling 40834 400 427 450 -573 -770 -997 -973 -1197 -1447 46 53 64

Weng im Innkreis 40446 360 370 380 -1667 -1727 -1781 -2027 -2097 -2161 81 83 94

Wippenham 41236 397 456 545 -1754 -1905 -2008 -2151 -2361 -2553 87 91 97

Berechnung über geostatisches Model. 3.5 °C/100m

Aichkirchen 41801 460 474 490 -1424 -1555 -1640 -1884 -2029 -2130 60 65 68

Aistersheim 40801 450 464 480 -845 -1033 -1131 -1295 -1497 -1611 40 47 50

Altmünster 40701 450 747 970 -3256 -4210 -5216 -3706 -3706 -6186 125 157 191

Attnang-Puchheim 41703 400 441 500 -2403 -2669 -2855 -2803 -3110 -3355 95 104 110

Atzbach 41704 440 479 510 -1729 -1954 -2172 -2169 -2433 -2682 71 79 86

Bachmanning 41802 430 456 470 -1158 -1326 -1470 -1588 -1781 -1940 51 57 62

Bad Wimsbach-Neydharting 41803 350 395 420 -1606 -1881 -2176 -1956 -2276 -2596 67 77 87

Desselbrunn 41707 390 411 440 -2327 -2542 -2738 -2717 -2953 -3178 92 100 107

Seite 73

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Gaspoltshofen 40806 410 501 680 -1050 -1296 -1621 -1460 -1797 -2301 48 56 66

Gmunden 40705 161 470 1670 -3019 -3200 -3962 0 -3670 0 0 123 0

Gschwandt 40708 510 648 780 -2809 -3058 -3460 -3319 -3319 -4240 109 117 130

Kirchham 40710 520 678 760 -2403 -2661 -2971 -2923 -3340 -3731 94 103 113

Laakirchen 40711 420 471 510 -2277 -2643 -2982 -2697 -3114 -3492 90 103 115

Lambach 41811 370 390 410 -1493 -1566 -1727 -1863 -1956 -2137 63 66 71

Lenzing 41713 460 484 500 -2645 -2870 -3019 -3105 -3354 -3519 103 111 116

Manning 41714 510 526 550 -1832 -2103 -2317 -2342 -2629 -2867 75 84 91

Neukirchen bei Lambach 41813 410 443 480 -1411 -1612 -1818 -1821 -2055 -2298 60 67 74

Niederthalheim 41717 440 477 520 -1485 -1743 -1931 -1925 -2220 -2451 63 72 78

Oberndorf bei Schwanenstadt 41720 380 408 450 -1924 -2021 -2242 -2304 -2429 -2692 78 82 89

Ohlsdorf 40713 410 480 550 -2543 -2816 -3064 -2953 -3296 -3614 100 109 117

Pilsbach 41724 470 495 540 -2199 -2483 -2644 -2669 -2978 -3184 88 97 103

Pinsdorf 40714 480 744 910 -2878 -3194 -3528 -3358 -3358 -4438 111 121 132

Pitzenberg 41725 440 458 480 -1956 -2031 -2155 -2396 -2489 -2635 79 82 86

Puchkirchen am Trattberg 41727 550 560 570 -1882 -2045 -2176 -2432 -2605 -2746 76 82 86

Pühret 41728 440 473 490 -2171 -2354 -2606 -2611 -2826 -3096 87 93 102

Redlham 41730 390 397 410 -2077 -2326 -2558 -2467 -2723 -2968 84 92 100

Regau 41731 410 483 620 -2518 -2896 -3253 -2928 -3379 -3873 99 112 124

Roitham 40715 370 420 450 -1852 -2260 -2504 -2222 -2680 -2954 76 90 98

Rüstorf 41732 370 370 370 -1791 -2089 -2462 -2161 -2459 -2832 74 84 97

Rutzenham 41733 440 453 470 -2118 -2256 -2371 -2558 -2709 -2841 85 90 94

Schlatt 41736 390 433 470 -1632 -1862 -2024 -2022 -2295 -2494 68 76 81

Schwanenstadt 41738 390 390 390 -1935 -2018 -2136 -2325 -2408 -2526 79 82 86

St. Konrad 40716 660 942 1070 -2933 -3357 -3852 -3593 -3593 -4922 112 126 143

Stadl-Paura 41820 350 369 390 -1547 -1739 -1990 -1897 -2108 -2380 65 72 81

Timelkam 41743 460 494 520 -2149 -2438 -2792 -2609 -2931 -3312 86 96 108

Ungenach 41744 510 531 550 -1919 -2181 -2489 -2429 -2712 -3039 78 87 97

Vöcklabruck 41746 420 479 550 -2190 -2538 -2799 -2610 -3016 -3349 87 99 108

Vorchdorf 40720 400 433 490 -1867 -2248 -2552 -2267 -2682 -3042 76 89 100

Wolfsegg am Hausruck 41750 510 576 730 -1497 -1706 -1908 -2007 -2282 -2638 63 70 76

Zell am Pettenfirst 41752 550 600 700 -1675 -1884 -2098 -2225 -2484 -2798 69 76 83

Berechnung über geostatisches Model. 5°C/100m

St. Martin im Mühlkreis 41228 425 420 430 -1386 -1397 -1423 -1811 -1817 -1853 78 78 78

Seite 74

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

7.1.2 Heatmaps Temperaturwerte Minimaltemperaturen

Maximaltemperaturen

Seite 75

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

7.2 Ergebnisse: Leistung und Wärmepotential pro Bohrung/Gemeinde

7.2.1 Datentabelle Leistung/Wärmepotential

Gemeinde- P/ P/ P/ T_mittel P/Bohrung P/Bohrung P/Bohrung E/Gemeinde E/Gemeinde E/Gemeinde Gemeinde fläche Gemeinde Gemeinde Gemeinde [°C] S1 [MW] S2 [MW] S3 [MW] S1 [GWh] S2 [GWh] S3 [GWh] [km²] S1 [MW] S2 [MW] S3 [MW] Ausgelesen aus GBA Temperaturmodell, kein Tiefenmodell vorhanden, deshalb nur Mittlere Temperaturwerte

Andorf 37,7 46,5 4,8 0,3 -1,7 11,7 0,4 -1,5 93,3 2,1 -3,0

Antiesenhofen 8,6 47,8 5,2 0,6 -1,5 2,9 0,2 -0,3 23,0 0,9 -0,6

Eggerding 22,3 47,5 5,1 0,5 -1,6 7,4 0,4 -0,8 58,8 2,1 -1,6

Lambrechten 23,7 52,4 6,6 1,6 -0,9 10,0 1,3 -0,5 79,9 6,6 -1,0

Mayrhof 5,3 48,4 5,4 0,7 -1,5 1,8 0,1 -0,2 14,8 0,7 -0,4

Ort im Innkreis 11,5 53,2 6,8 1,7 -0,9 5,0 0,7 -0,2 40,1 3,6 -0,5

Reichersberg 21,0 54,5 7,2 2,0 -0,7 9,7 1,5 -0,3 77,5 7,5 -0,7

St. Marienkirchen bei Schaerding 24,9 43,1 3,8 -0,4 -2,1 6,1 -0,4 -1,2 49,0 -1,8 -2,4

Utzenaich 20,4 59,1 8,5 2,9 -0,1 11,1 2,2 -0,1 88,9 10,8 -0,1

Zell an der Pram 23,4 49,2 5,6 0,9 -1,4 8,4 0,7 -0,7 67,5 3,7 -1,5

Ausgelesen aus GeoMol über Malmtiefe aus Temperaturmodell

Altheim 22,6 85,0 16,1 8,4 3,1 23,4 6,8 1,6 187,0 34,1 3,3

Ampflwang im Hausruckwald 20,6 86,6 16,6 8,7 3,3 21,9 6,5 1,6 174,9 32,3 3,2

Andrichsfurt 12,4 56,1 7,6 2,3 -0,5 6,1 1,0 -0,1 48,4 5,2 -0,3

Aspach 31,5 91,2 17,9 9,7 3,9 36,2 11,0 2,8 289,5 54,8 5,7

Aurolzmünster 16,0 62,4 9,5 3,6 0,3 9,7 2,1 0,1 77,7 10,5 0,2

Braunau am Inn 24,8 73,8 12,8 6,0 1,7 20,4 5,4 1,0 163,4 27,0 2,0

Burgkirchen 45,9 76,6 13,6 6,6 2,1 40,2 10,9 2,2 321,6 54,7 4,4

Dorf an der Pram 12,7 50,5 6,0 1,1 -1,2 4,9 0,5 -0,3 39,1 2,6 -0,7

Eberschwang 40,4 79,7 14,5 7,3 2,5 37,7 10,6 2,3 301,9 52,9 4,6

Eitzing 8,6 76,8 13,7 6,6 2,1 7,6 2,1 0,4 60,5 10,3 0,8

Frankenburg am Hausruck 48,6 92,8 18,4 10,0 4,1 57,3 17,5 4,6 458,5 87,6 9,2

Geboltskirchen 17,2 78,2 14,1 7,0 2,3 15,6 4,3 0,9 125,0 21,6 1,8

Geiersberg 5,5 71,3 12,1 5,5 1,4 4,2 1,1 0,2 33,9 5,4 0,4

Geinberg 14,0 87,6 16,9 8,9 3,5 15,2 4,5 1,1 121,5 22,6 2,2

Gurten 16,2 87,5 16,8 8,9 3,5 17,5 5,2 1,3 140,3 26,0 2,6

Haag am Hausruck 17,0 71,0 12,0 5,4 1,4 13,1 3,3 0,5 104,6 16,6 1,1

Helpfau-Uttendorf 26,4 79,0 14,3 7,1 2,4 24,3 6,8 1,5 194,3 33,8 2,9

Hofkirchen an der Trattnach 18,0 68,9 11,4 5,0 1,1 13,2 3,2 0,5 105,3 16,2 0,9

Hohenzell 22,5 70,5 11,9 5,3 1,3 17,2 4,3 0,7 137,2 21,7 1,4

Höhnhart 22,0 88,4 17,1 9,1 3,6 24,1 7,2 1,8 193,0 36,0 3,6

Kirchdorf am Inn 13,8 80,1 14,7 7,3 2,5 13,0 3,7 0,8 104,2 18,3 1,6

Kirchheim im Innkreis 10,3 94,2 18,8 10,3 4,3 12,4 3,8 1,0 99,0 19,0 2,0

Lohnsburg am Kobernaußerwald 39,6 94,0 18,7 10,2 4,3 47,6 14,6 3,9 380,8 73,2 7,8

Maria Schmolln 34,5 89,3 17,3 9,3 3,7 38,4 11,5 2,9 307,3 57,6 5,9

Mattighofen 5,2 96,2 19,4 10,7 4,5 6,4 2,0 0,5 51,3 10,0 1,1

Mauerkirchen 3,1 95,0 19,0 10,4 4,4 3,8 1,2 0,3 30,2 5,8 0,6

Mehrnbach 22,2 87,1 16,7 8,8 3,4 23,8 7,1 1,7 190,7 35,3 3,5

Mettmach 29,6 94,1 18,8 10,3 4,3 35,6 10,9 2,9 284,7 54,7 5,8

Mining 16,6 79,1 14,4 7,1 2,4 15,3 4,3 0,9 122,4 21,3 1,8

Moosbach 19,1 83,0 15,5 7,9 2,9 19,0 5,5 1,3 152,1 27,4 2,5

Seite 76

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Mörschwang 11,0 73,1 12,6 5,9 1,6 8,9 2,3 0,4 71,4 11,7 0,8

Mühlheim am Inn 10,9 79,7 14,6 7,3 2,5 10,2 2,9 0,6 81,6 14,3 1,2

Neuhofen im Innkreis 15,6 76,1 13,5 6,5 2,0 13,5 3,7 0,7 108,1 18,3 1,5

Neukirchen an der Enknach 33,3 74,2 12,9 6,1 1,8 27,6 7,3 1,4 221,1 36,7 2,7

Neukirchen an der Vöckla 23,5 102,4 21,2 12,0 5,3 32,0 10,2 2,9 255,8 50,9 5,8

Obernberg am Inn 2,4 70,8 11,9 5,4 1,4 1,8 0,5 0,1 14,4 2,3 0,1

Ottnang am Hausruck 30,3 94,1 18,8 10,3 4,3 36,5 11,2 3,0 292,3 56,2 6,0

Pattigham 11,3 78,8 14,3 7,1 2,4 10,4 2,9 0,6 83,1 14,4 1,2

Peterskirchen 10,3 64,1 10,0 4,0 0,5 6,6 1,5 0,1 52,6 7,4 0,2

Pischelsdorf am Engelbach 32,8 91,0 17,9 9,6 3,9 37,6 11,4 2,9 301,0 57,0 5,9

Polling im Innkreis 15,1 88,8 17,2 9,2 3,6 16,7 5,0 1,3 133,5 25,0 2,5

Pram 20,3 63,4 9,8 3,8 0,4 12,7 2,8 0,2 101,9 14,1 0,4

Pramet 13,9 81,6 15,1 7,6 2,7 13,5 3,8 0,9 107,8 19,2 1,7

Redleiten 14,4 95,7 19,2 10,6 4,5 17,7 5,5 1,5 141,8 27,5 3,0

Ried im Innkreis 6,8 69,2 11,5 5,1 1,2 5,0 1,2 0,2 40,0 6,2 0,4

Riedau 7,6 40,8 3,2 -0,9 -2,4 1,5 -0,2 -0,4 12,4 -1,2 -0,8

Roßbach 14,9 87,3 16,8 8,8 3,4 16,1 4,8 1,2 128,4 23,8 2,4

Rottenbach 14,6 62,8 9,6 3,7 0,3 9,0 2,0 0,1 71,8 9,8 0,2

Schalchen 41,1 90,2 17,6 9,4 3,8 46,5 14,0 3,6 372,0 70,1 7,2

Schildorn 13,3 81,2 15,0 7,6 2,7 12,8 3,6 0,8 102,1 18,1 1,6

Schwand im Innkreis 17,1 75,9 13,5 6,5 2,0 14,8 4,0 0,8 118,3 20,0 1,6

Senftenbach 9,7 73,3 12,7 5,9 1,7 7,9 2,1 0,4 63,3 10,4 0,7 St. Georgen bei Obernberg am 18,3 80,0 14,6 7,3 2,5 17,2 4,8 1,1 137,8 24,2 2,1 Inn St. Johann am Walde 40,0 93,3 18,5 10,1 4,2 47,6 14,6 3,9 380,6 72,9 7,7

St. Marienkirchen am Hausruck 10,9 72,8 12,5 5,8 1,6 8,8 2,3 0,4 70,4 11,5 0,8

St. Peter am Hart 22,9 77,6 13,9 6,8 2,2 20,5 5,6 1,2 163,8 28,2 2,3

St. Veit im Innkreis 5,4 90,4 17,7 9,5 3,8 6,1 1,8 0,5 49,0 9,2 0,9

Taiskirchen im Innkreis 34,5 49,7 5,8 1,0 -1,3 12,8 1,2 -1,0 102,1 6,1 -2,1

Treubach 13,0 85,0 16,1 8,4 3,1 13,5 3,9 0,9 107,8 19,7 1,9

Tumeltsham 9,1 65,9 10,5 4,4 0,7 6,1 1,4 0,2 49,2 7,2 0,3

Waldzell 40,2 91,5 18,0 9,7 4,0 46,5 14,1 3,7 372,2 70,6 7,4

Weibern 17,5 66,9 10,8 4,6 0,9 12,1 2,9 0,3 96,9 14,4 0,7

Weilbach 13,5 80,7 14,8 7,5 2,6 12,9 3,6 0,8 102,9 18,2 1,6

Wendling 12,8 52,7 6,7 1,6 -0,9 5,5 0,7 -0,3 43,8 3,7 -0,5

Weng im Innkreis 21,4 83,0 15,5 7,9 2,9 21,3 6,1 1,4 170,1 30,6 2,8

Wippenham 8,1 90,7 17,8 9,5 3,8 9,2 2,8 0,7 73,7 13,9 1,4

Berechnung über geostatisches Model. 3.5 °C/100m

Aichkirchen 6,5 65,0 10,2 4,2 0,6 4,3 1,0 0,1 34,2 4,9 0,2

Aistersheim 11,1 46,8 4,9 0,4 -1,7 3,5 0,1 -0,4 28,0 0,7 -0,9

Altmünster 78,9 156,8 37,1 23,4 12,1 47,0 16,6 5,5 376,1 83,2 11,1

Attnang-Puchheim 12,3 104,1 21,7 12,4 5,5 17,2 5,5 1,6 137,2 27,5 3,1

Atzbach 14,1 78,9 14,3 7,1 2,4 13,0 3,6 0,8 103,8 18,1 1,5

Bachmanning 7,2 57,0 7,9 2,5 -0,4 3,7 0,7 -0,1 29,3 3,3 -0,1

Bad Wimsbach-Neydharting 24,3 76,7 13,7 6,6 2,1 21,4 5,8 1,2 170,8 29,1 2,4

Desselbrunn 17,4 99,8 20,4 11,5 5,0 22,8 7,2 2,0 182,2 35,9 4,0

Gaspoltshofen 40,6 55,8 7,6 2,3 -0,5 19,7 3,3 -0,5 157,5 16,5 -1,0

Gmunden 63,5 122,6 27,1 16,2 7,9 27,6 9,3 2,9 221,0 46,5 5,8

Seite 77

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Gschwandt 16,8 116,9 25,4 15,0 7,1 27,4 9,1 2,8 218,9 45,4 5,5

Kirchham 28,4 102,9 21,3 12,1 5,4 38,9 12,4 3,5 311,1 62,0 7,1

Laakirchen 32,5 103,1 21,4 12,1 5,4 44,6 14,2 4,1 356,6 71,1 8,1

Lambach 3,7 65,7 10,5 4,3 0,7 2,5 0,6 0,1 20,1 2,9 0,1

Lenzing 8,9 111,0 23,7 13,8 6,4 13,5 4,4 1,3 108,3 22,1 2,6

Manning 10,0 83,9 15,8 8,1 3,0 10,1 2,9 0,7 81,2 14,7 1,4

Neukirchen bei Lambach 11,8 67,1 10,9 4,6 0,9 8,3 2,0 0,2 66,1 9,9 0,5

Niederthalheim 15,4 71,6 12,2 5,6 1,5 12,0 3,1 0,5 96,0 15,4 1,0

Oberndorf bei Schwanenstadt 6,0 81,6 15,1 7,6 2,7 5,9 1,7 0,4 46,9 8,3 0,8

Ohlsdorf 27,8 109,1 23,2 13,4 6,2 41,4 13,5 4,0 330,9 67,3 7,9

Pilsbach 10,3 97,4 19,7 11,0 4,7 13,0 4,1 1,1 103,9 20,3 2,2

Pinsdorf 12,5 121,2 26,7 15,9 7,7 21,4 7,2 2,2 170,9 35,8 4,4

Pitzenberg 6,1 81,7 15,1 7,7 2,7 5,9 1,7 0,4 47,6 8,5 0,8

Puchkirchen am Trattberg 7,7 81,8 15,2 7,7 2,7 7,5 2,1 0,5 60,2 10,7 1,0

Pühret 6,5 92,9 18,4 10,0 4,1 7,7 2,4 0,6 62,0 11,8 1,3

Redlham 8,0 92,3 18,2 9,9 4,1 9,4 2,9 0,8 75,3 14,4 1,5

Regau 34,0 111,9 24,0 14,0 6,5 52,3 17,1 5,1 418,2 85,7 10,2

Roitham 21,0 89,9 17,5 9,4 3,7 23,7 7,1 1,8 189,5 35,6 3,6

Rüstorf 13,6 84,1 15,8 8,2 3,0 13,9 4,0 1,0 110,8 20,1 1,9

Rutzenham 5,0 89,6 17,5 9,3 3,7 5,5 1,7 0,4 44,4 8,3 0,9

Schlatt 11,1 75,9 13,4 6,5 2,0 9,5 2,6 0,5 76,3 12,9 1,0

Schwanenstadt 2,6 81,5 15,1 7,6 2,7 2,5 0,7 0,2 20,0 3,6 0,3

St. Konrad 19,3 126,1 28,1 17,0 8,3 34,8 11,8 3,7 278,4 59,0 7,4

Stadl-Paura 15,1 71,9 12,3 5,6 1,5 11,8 3,1 0,5 94,8 15,3 1,0

Timelkam 18,1 95,8 19,3 10,6 4,5 22,4 6,9 1,9 179,2 34,7 3,8

Ungenach 14,4 86,7 16,6 8,7 3,3 15,4 4,5 1,1 122,9 22,7 2,2

Vöcklabruck 15,6 99,4 20,3 11,4 4,9 20,3 6,4 1,8 162,5 32,0 3,6

Vorchdorf 47,8 89,4 17,4 9,3 3,7 53,3 16,0 4,1 426,7 80,1 8,1

Wolfsegg am Hausruck 12,0 69,8 11,7 5,2 1,2 9,0 2,2 0,3 71,8 11,2 0,7

Zell am Pettenfirst 13,7 76,0 13,5 6,5 2,0 11,8 3,2 0,6 94,5 16,0 1,3

Berechnung über geostatisches Model. 5°C/100m

St. Martin im Innkreis 8,9 80,6 14,8 7,5 2,6 8,4 2,4 0,5 67,6 11,9 1,1

Summe 1723 865 319 2043 582 141 16342 2912 282

Seite 78

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

7.3 Temperaturbereiche Kunststoff- und Chemieindustrie

Karbonisierung Graphitisierung HDPE PPO Polycarbonat Nylon 6,6 Polyproplyen Blasformen PVC ABS Actal Copolymere PMMA LDPE Pyrolysierung

Polystyrol KSI: Branche: Kunststoffindustrie Branche: KSI: Kalandrieren Sprizgießen Polystyren Celluloseacetat Tiefziehen bzw. Warmumformen Strangpressen/Extrudieren Kunststoffherstellung Eindicken diverse Prozesse in der Chemieindustrie Pressen Destillieren

CI: CI: Branche: Kochen Chemieindustrie Biochemische Reaktionen 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400

7.4 Unternehmensliste WKO

Seite 79

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Diese Karte basiert einer Firmenliste die vom Adressenservice der WKO erworben wurde. Diese enthält für Oberösterreich 1386 Firmen inklusiver derer Adressen.

7.5 Abgleich Anforderungstemperaturen Unternehmen/Thermalwassertemperatur

Mittelwert von Mittelwert von Mittelwert von Mittelwert von Mittelwert von Zeilenbeschriftungen T_mittel Deckung_proz_Raumwär Deckung_proz_Warmwas Deckung_proz_<100°C_ko Deckung_proz_10 Deckung_gesamt_ko me 50°C_kons ser 75°C_kons ns 0-500°C_kons ns Glas+Keramik, Steine, Erden 73.6 100% 33% 0% 0% 4%

Weibern 66.9 100% 0% 0% 0% 4%

Tumeltsham 69.2 100% 0% 0% 0% 4%

St.Martin/Innkr. 73.3 100% 0% 0% 0% 4%

Braunau am Inn 73.8 100% 0% 0% 0% 4%

Helpfau-Uttendorf 79.0 100% 100% 0% 0% 5%

Eberschwang 79.7 100% 100% 0% 0% 5%

Lederindustrie 76.5 100% 50% 0% 0% 49%

Ried im Innkreis 69.2 100% 0% 0% 0% 48%

Braunau am Inn 73.8 100% 0% 0% 0% 48%

Pramet 81.6 100% 100% 0% 0% 50%

Bekleidungsindustrie 82.1 100% 33% 33% 0% 65%

Reichersberg 54.5 100% 0% 0% 0% 48%

Ried im Innkreis 69.2 100% 0% 0% 0% 48%

Gmunden 122.6 100% 100% 100% 0% 100%

Lebensmittelindustrie 82.2 96% 67% 15% 0% 29%

Zell an der Pram 49.2 0% 0% 0% 0% 0%

Gaspoltshofen 55.8 100% 0% 0% 0% 24%

Bachmanning 57.0 100% 0% 0% 0% 24%

Aurolzmünster 62.4 100% 0% 0% 0% 24%

Ried im Innkreis 69.2 100% 0% 0% 0% 24%

Braunau am Inn 73.8 100% 0% 0% 0% 24%

Zell am Pettenfirst 76.0 100% 100% 0% 0% 25%

Helpfau-Uttendorf 79.0 100% 100% 0% 0% 25%

Eberschwang 79.7 100% 100% 0% 0% 25%

Weilbach 80.7 100% 100% 0% 0% 25%

Altheim 85.0 100% 100% 0% 0% 25%

Treubach 85.0 100% 100% 0% 0% 25%

Ampflwang im Hausruckwald 86.6 100% 100% 0% 0% 25%

Vorchdorf 89.4 100% 100% 0% 0% 25%

Aspach 91.2 100% 100% 0% 0% 25%

Timelkam 95.8 100% 100% 0% 0% 25%

Vöcklabruck 99.4 100% 100% 0% 0% 25%

Neukirchen an der Vöckla 102.4 100% 100% 100% 0% 58%

Attnang-Puchheim 104.1 100% 100% 100% 0% 58%

Regau 111.9 100% 100% 100% 0% 58%

Gmunden 122.6 100% 100% 100% 0% 58%

Gummi und Kunststoff 83.7 100% 47% 25% 0% 31%

Gaspoltshofen 55.8 100% 0% 0% 0% 27%

Tumeltsham 65.9 100% 0% 0% 0% 27%

Weibern 66.9 100% 0% 0% 0% 27%

Haag am Hausruck 71.0 100% 0% 0% 0% 27%

Stadl-Paura 71.9 100% 0% 0% 0% 27%

Braunau am Inn 73.8 100% 0% 0% 0% 27%

Neukirchen an der Enknach 74.2 100% 0% 0% 0% 27%

Helpfau-Uttendorf 79.0 100% 100% 0% 0% 28%

Seite 80

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Rüstorf 84.1 100% 100% 0% 0% 28%

Ampflwang im Hausruckwald 86.6 100% 100% 0% 0% 28%

Geinberg 87.6 100% 100% 0% 0% 28%

Vorchdorf 89.4 100% 100% 0% 0% 28%

Timelkam 95.8 100% 100% 0% 0% 28%

Laakirchen 103.1 100% 100% 100% 0% 42%

Lenzing 111.0 100% 100% 100% 0% 42%

Chemische Industrie 86.0 100% 50% 13% 0% 9%

Braunau am Inn 73.8 100% 0% 0% 0% 7%

Neukirchen an der Enknach 74.2 100% 0% 0% 0% 7%

Roitham 89.9 100% 100% 0% 0% 8%

Ottnang am Hausruck 94.1 100% 100% 0% 0% 8%

Unterpilsbach 97.4 100% 100% 0% 0% 8%

Lenzing 111.0 100% 100% 100% 0% 21%

Holzindustrie 87.3 97% 77% 18% 0% 25%

Zell an der Pram 49.2 0% 0% 0% 0% 0%

Taiskirchen im Innkreis 49.7 0% 0% 0% 0% 0%

Reichersberg 54.5 100% 0% 0% 0% 12%

Lambrechten 55.7 100% 0% 0% 0% 12%

Utzenaich 59.1 100% 0% 0% 0% 12%

Pram 63.4 100% 0% 0% 0% 12%

Ried im Innkreis 69.2 100% 0% 0% 0% 12%

Hohenzell 70.5 100% 0% 0% 0% 12%

Stadl-Paura 71.9 100% 0% 0% 0% 12%

Braunau am Inn 73.8 100% 0% 0% 0% 12%

Neukirchen an der Enknach 74.2 100% 0% 0% 0% 12%

Bad Wimsbach-Neydharting 76.7 100% 100% 0% 0% 13%

Geboltskirchen 78.2 100% 100% 0% 0% 13%

Atzbach 78.9 100% 100% 0% 0% 13%

Helpfau-Uttendorf 79.0 100% 100% 0% 0% 13%

Eberschwang 79.7 100% 100% 0% 0% 13%

Weilbach 80.7 100% 100% 0% 0% 13%

Schildorn 81.2 100% 100% 0% 0% 13%

Schwanenstadt 81.5 100% 100% 0% 0% 13%

Puchkirchen am Trattberg 81.8 100% 100% 0% 0% 13%

Manning 83.9 100% 100% 0% 0% 13%

Rüstorf 84.1 100% 100% 0% 0% 13%

Altheim 85.0 100% 100% 0% 0% 13%

Roßbach 87.3 100% 100% 0% 0% 13%

Gurten 87.5 100% 100% 0% 0% 13%

Höhnhart 88.4 100% 100% 0% 0% 13%

Maria Schmolln 89.3 100% 100% 0% 0% 13%

Vorchdorf 89.4 100% 100% 0% 0% 13%

Pischelsdorf am Engelbach 91.0 100% 100% 0% 0% 13%

Waldzell 91.5 100% 100% 0% 0% 13%

St. Johann am Walde 93.3 100% 100% 0% 0% 13%

Sankt Johann am Walde 93.3 100% 100% 0% 0% 13%

Lohnsburg 94.0 100% 100% 0% 0% 13%

Mettmach 94.1 100% 100% 0% 0% 13%

Kirchheim im Innkreis 94.2 100% 100% 0% 0% 13%

Redleiten 95.7 100% 100% 0% 0% 13%

Timelkam 95.8 100% 100% 0% 0% 13%

Neukirchen an der Vöckla 102.4 100% 100% 100% 0% 82%

Seite 81

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Kirchham 102.9 100% 100% 100% 0% 82%

Laakirchen 103.1 100% 100% 100% 0% 82%

Ohlsdorf 109.1 100% 100% 100% 0% 82%

Regau 111.9 100% 100% 100% 0% 82%

Gschwandt 116.9 100% 100% 100% 0% 82%

Gmunden 122.6 100% 100% 100% 0% 82%

Altmünster 156.8 100% 100% 100% 0% 82%

Textilindustrie 89.1 100% 75% 25% 0% 62%

Braunau am Inn 73.8 100% 0% 0% 0% 48%

Schwanenstadt 81.5 100% 100% 0% 0% 50%

Schalchen 90.2 100% 100% 0% 0% 50%

Lenzing 111.0 100% 100% 100% 0% 100%

Herstellung von Metallerzeugnissen 92.1 98% 77% 34% 0% 52%

Riedau 40.8 0% 0% 0% 0% 0%

Zell an der Pram 49.2 0% 0% 0% 0% 0%

Dorf an der Pram 50.5 100% 0% 0% 0% 42%

Lambrechten 52.4 100% 0% 0% 0% 42%

Utzenaich 59.1 100% 0% 0% 0% 42%

Aurolzmünster 62.4 100% 0% 0% 0% 42%

Lambach 65.7 100% 0% 0% 0% 42%

Tumeltsham 65.9 100% 0% 0% 0% 42%

Weibern 66.9 100% 0% 0% 0% 42%

Hofkirchen an der Trattnach 68.9 100% 0% 0% 0% 42%

Ried im Innkreis 69.2 100% 0% 0% 0% 42%

Wolfsegg am Hausruck 69.8 100% 0% 0% 0% 42%

Braunau am Inn 73.8 100% 0% 0% 0% 42%

Neukirchen an der Enknach 74.2 100% 0% 0% 0% 42%

Bad Wimsbach-Neydharting 76.7 100% 100% 0% 0% 49%

St. Peter am Hart 77.6 100% 100% 0% 0% 49%

Helpfau-Uttendorf 79.0 100% 100% 0% 0% 49%

St.Martin/Innkr. 80.6 100% 100% 0% 0% 49%

Schwanenstadt 81.5 100% 100% 0% 0% 49%

Rüstorf 84.1 100% 100% 0% 0% 49%

Mehrnbach 87.1 100% 100% 0% 0% 49%

Gurten 87.5 100% 100% 0% 0% 49%

Höhnhart 88.4 100% 100% 0% 0% 49%

Vorchdorf 89.4 100% 100% 0% 0% 49%

Roitham 89.9 100% 100% 0% 0% 49%

Schalchen 90.2 100% 100% 0% 0% 49%

Frankenburg 92.8 100% 100% 0% 0% 49%

Pfaffing 92.8 100% 100% 0% 0% 49%

Mauerkirchen 95.0 100% 100% 0% 0% 49%

Timelkam 95.8 100% 100% 0% 0% 49%

Mattighofen 96.2 100% 100% 0% 0% 49%

Vöcklabruck 99.4 100% 100% 0% 0% 49%

Kirchham 102.9 100% 100% 100% 0% 64%

Steyrermühl 103.1 100% 100% 100% 0% 64%

Laakirchen 103.1 100% 100% 100% 0% 64%

Attnang-Puchheim 104.1 100% 100% 100% 0% 64%

Attnang Puchheim 104.1 100% 100% 100% 0% 64%

Ohlsdorf 109.1 100% 100% 100% 0% 64%

Lenzing 111.0 100% 100% 100% 0% 64%

Regau 111.9 100% 100% 100% 0% 64%

Seite 82

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Pinsdorf 121.2 100% 100% 100% 0% 64%

Gmunden 122.6 100% 100% 100% 0% 64%

Altmünster 156.8 100% 100% 100% 0% 64%

Papierindustrie 107.0 100% 100% 100% 0% 34%

Laakirchen 103.1 100% 100% 100% 0% 34%

Lenzing 111.0 100% 100% 100% 0% 34%

Deckung_100- T_mittel Deckung_Raumwärme 50°C Deckung_Warmwasser 75°C Deckung_<100°C 500°C Deckung_gesamt

Glas+Keramik, Steine, Erden 73.6 4.0% 0.5% 0.4% 0.4% 5.3%

Braunau am Inn 73.8 4.0% 0.5% 0.4% 0.4% 5.3%

Eberschwang 79.7 4.0% 0.5% 0.4% 0.5% 5.4%

Helpfau-Uttendorf 79.0 4.0% 0.5% 0.4% 0.5% 5.4%

St.Martin/Innkr. 73.3 4.0% 0.5% 0.4% 0.4% 5.3%

Tumeltsham 69.2 4.0% 0.5% 0.3% 0.4% 5.2%

Weibern 66.9 4.0% 0.4% 0.3% 0.4% 5.2%

Chemische Industrie 86.0 7.0% 0.5% 11.4% 3.6% 22.5%

Braunau am Inn 73.8 7.0% 0.5% 10.0% 3.1% 20.6%

Lenzing 111.0 7.0% 0.5% 13.5% 4.7% 25.7%

Neukirchen an der Enknach 74.2 7.0% 0.5% 10.0% 3.1% 20.6%

Ottnang am Hausruck 94.1 7.0% 0.5% 12.7% 4.0% 24.2%

Roitham 89.9 7.0% 0.5% 12.1% 3.8% 23.4%

Unterpilsbach 97.4 7.0% 0.5% 13.1% 4.1% 24.7%

Papierindustrie 107.0 15.5% 0.5% 18.0% 14.1% 48.1%

Laakirchen 103.1 15.5% 0.5% 18.0% 13.6% 47.6%

Lenzing 111.0 15.5% 0.5% 18.0% 14.6% 48.6%

Gummi und Kunststoff 83.7 27.0% 1.0% 11.4% 9.7% 49.1%

Ampflwang im Hausruckwald 86.6 27.0% 1.0% 12.1% 10.0% 50.2%

Braunau am Inn 73.8 27.0% 1.0% 10.3% 8.6% 46.9%

Gaspoltshofen 55.8 27.0% 0.7% 7.8% 6.5% 42.0%

Geinberg 87.6 27.0% 1.0% 12.3% 10.2% 50.4%

Haag am Hausruck 71.0 27.0% 0.9% 9.9% 8.2% 46.1%

Helpfau-Uttendorf 79.0 27.0% 1.0% 11.1% 9.2% 48.2%

Laakirchen 103.1 27.0% 1.0% 14.0% 12.0% 54.0%

Lenzing 111.0 27.0% 1.0% 14.0% 12.9% 54.9%

Neukirchen an der Enknach 74.2 27.0% 1.0% 10.4% 8.6% 47.0%

Rüstorf 84.1 27.0% 1.0% 11.8% 9.8% 49.5%

Stadl-Paura 71.9 27.0% 1.0% 10.1% 8.3% 46.4%

Timelkam 95.8 27.0% 1.0% 13.4% 11.1% 52.5%

Tumeltsham 65.9 27.0% 0.9% 9.2% 7.6% 44.8%

Vorchdorf 89.4 27.0% 1.0% 12.5% 10.4% 50.9%

Weibern 66.9 27.0% 0.9% 9.4% 7.8% 45.0%

Lebensmittelindustrie 82.2 24.0% 0.9% 26.6% 6.9% 58.4%

Altheim 85.0 24.0% 1.0% 28.0% 7.1% 60.2%

Ampflwang im Hausruckwald 86.6 24.0% 1.0% 28.6% 7.3% 60.8%

Aspach 91.2 24.0% 1.0% 30.1% 7.7% 62.8%

Attnang-Puchheim 104.1 24.0% 1.0% 33.0% 8.7% 66.7%

Aurolzmünster 62.4 24.0% 0.8% 20.6% 5.2% 50.7%

Bachmanning 57.0 24.0% 0.8% 18.8% 4.8% 48.4%

Braunau am Inn 73.8 24.0% 1.0% 24.3% 6.2% 55.5%

Eberschwang 79.7 24.0% 1.0% 26.3% 6.7% 58.0%

Gaspoltshofen 55.8 24.0% 0.7% 18.4% 4.7% 47.8%

Gmunden 122.6 24.0% 1.0% 33.0% 10.3% 68.3%

Seite 83

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Helpfau-Uttendorf 79.0 24.0% 1.0% 26.1% 6.6% 57.7%

Neukirchen an der Vöckla 102.4 24.0% 1.0% 33.0% 8.6% 66.6%

Regau 111.9 24.0% 1.0% 33.0% 9.4% 67.4%

Ried im Innkreis 69.2 24.0% 0.9% 22.8% 5.8% 53.6%

Timelkam 95.8 24.0% 1.0% 31.6% 8.0% 64.7%

Treubach 85.0 24.0% 1.0% 28.0% 7.1% 60.2%

Vöcklabruck 99.4 24.0% 1.0% 32.8% 8.3% 66.1%

Vorchdorf 89.4 24.0% 1.0% 29.5% 7.5% 62.0%

Weilbach 80.7 24.0% 1.0% 26.6% 6.8% 58.4%

Zell am Pettenfirst 76.0 24.0% 1.0% 25.1% 6.4% 56.5%

Zell an der Pram 49.2 23.6% 0.7% 16.2% 4.1% 44.7%

Herstellung von Metallerzeugnissen 92.1 41.9% 6.8% 13.2% 2.4% 64.3%

Altmünster 156.8 42.0% 7.0% 15.0% 4.1% 68.1%

Attnang Puchheim 104.1 42.0% 7.0% 15.0% 2.7% 66.7%

Attnang-Puchheim 104.1 42.0% 7.0% 15.0% 2.7% 66.7%

Aurolzmünster 62.4 42.0% 5.8% 9.4% 1.6% 58.8%

Bad Wimsbach-Neydharting 76.7 42.0% 7.0% 11.5% 2.0% 62.5%

Braunau am Inn 73.8 42.0% 6.9% 11.1% 1.9% 61.9%

Dorf an der Pram 50.5 42.0% 4.7% 7.6% 1.3% 55.6%

Frankenburg 92.8 42.0% 7.0% 13.9% 2.4% 65.3%

Gmunden 122.6 42.0% 7.0% 15.0% 3.2% 67.2%

Gurten 87.5 42.0% 7.0% 13.1% 2.3% 64.4%

Helpfau-Uttendorf 79.0 42.0% 7.0% 11.8% 2.1% 62.9%

Hofkirchen an der Trattnach 68.9 42.0% 6.4% 10.3% 1.8% 60.6%

Höhnhart 88.4 42.0% 7.0% 13.3% 2.3% 64.6%

Kirchham 102.9 42.0% 7.0% 15.0% 2.7% 66.7%

Laakirchen 103.1 42.0% 7.0% 15.0% 2.7% 66.7%

Lambach 65.7 42.0% 6.1% 9.9% 1.7% 59.7%

Lambrechten 52.4 42.0% 4.9% 7.9% 1.4% 56.1%

Lenzing 111.0 42.0% 7.0% 15.0% 2.9% 66.9%

Mattighofen 96.2 42.0% 7.0% 14.4% 2.5% 65.9%

Mauerkirchen 95.0 42.0% 7.0% 14.2% 2.5% 65.7%

Mehrnbach 87.1 42.0% 7.0% 13.1% 2.3% 64.3%

Neukirchen an der Enknach 74.2 42.0% 6.9% 11.1% 1.9% 62.0%

Ohlsdorf 109.1 42.0% 7.0% 15.0% 2.8% 66.8%

Pfaffing 92.8 42.0% 7.0% 13.9% 2.4% 65.3%

Pinsdorf 121.2 42.0% 7.0% 15.0% 3.2% 67.2%

Regau 111.9 42.0% 7.0% 15.0% 2.9% 66.9%

Ried im Innkreis 69.2 42.0% 6.5% 10.4% 1.8% 60.6%

Riedau 40.8 34.3% 3.8% 6.1% 1.1% 45.3%

Roitham 89.9 42.0% 7.0% 13.5% 2.3% 64.8%

Rüstorf 84.1 42.0% 7.0% 12.6% 2.2% 63.8%

Schalchen 90.2 42.0% 7.0% 13.5% 2.3% 64.9%

Schwanenstadt 81.5 42.0% 7.0% 12.2% 2.1% 63.4%

St. Peter am Hart 77.6 42.0% 7.0% 11.6% 2.0% 62.7%

St.Martin/Innkr. 80.6 42.0% 7.0% 12.1% 2.1% 63.2%

Steyrermühl 103.1 42.0% 7.0% 15.0% 2.7% 66.7%

Timelkam 95.8 42.0% 7.0% 14.4% 2.5% 65.9%

Tumeltsham 65.9 42.0% 6.2% 9.9% 1.7% 59.8%

Utzenaich 59.1 42.0% 5.5% 8.9% 1.5% 57.9%

Vöcklabruck 99.4 42.0% 7.0% 14.9% 2.6% 66.5%

Vorchdorf 89.4 42.0% 7.0% 13.4% 2.3% 64.7%

Weibern 66.9 42.0% 6.2% 10.0% 1.7% 60.0%

Seite 84

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Wolfsegg am Hausruck 69.8 42.0% 6.5% 10.5% 1.8% 60.8%

Zell an der Pram 49.2 41.3% 4.6% 7.4% 1.3% 54.6%

Holzindustrie 87.3 12.0% 1.0% 58.2% 3.1% 74.3%

Altheim 85.0 12.0% 1.0% 58.6% 3.1% 74.7%

Altmünster 156.8 12.0% 1.0% 69.0% 5.6% 87.6%

Atzbach 78.9 12.0% 1.0% 54.4% 2.8% 70.3%

Bad Wimsbach-Neydharting 76.7 12.0% 1.0% 52.9% 2.8% 68.7%

Braunau am Inn 73.8 12.0% 1.0% 50.9% 2.7% 66.5%

Eberschwang 79.7 12.0% 1.0% 55.0% 2.9% 70.9%

Geboltskirchen 78.2 12.0% 1.0% 54.0% 2.8% 69.8%

Gmunden 122.6 12.0% 1.0% 69.0% 4.4% 86.4%

Gschwandt 116.9 12.0% 1.0% 69.0% 4.2% 86.2%

Gurten 87.5 12.0% 1.0% 60.4% 3.2% 76.5%

Helpfau-Uttendorf 79.0 12.0% 1.0% 54.5% 2.8% 70.3%

Hohenzell 70.5 12.0% 0.9% 48.7% 2.5% 64.1%

Höhnhart 88.4 12.0% 1.0% 61.0% 3.2% 77.2%

Kirchham 102.9 12.0% 1.0% 69.0% 3.7% 85.7%

Kirchheim im Innkreis 94.2 12.0% 1.0% 65.0% 3.4% 81.4%

Laakirchen 103.1 12.0% 1.0% 69.0% 3.7% 85.7%

Lambrechten 55.7 12.0% 0.7% 38.5% 2.0% 53.2%

Lohnsburg 94.0 12.0% 1.0% 64.8% 3.4% 81.2%

Manning 83.9 12.0% 1.0% 57.9% 3.0% 73.9%

Maria Schmolln 89.3 12.0% 1.0% 61.6% 3.2% 77.8%

Mettmach 94.1 12.0% 1.0% 64.9% 3.4% 81.3%

Neukirchen an der Enknach 74.2 12.0% 1.0% 51.2% 2.7% 66.9%

Neukirchen an der Vöckla 102.4 12.0% 1.0% 69.0% 3.7% 85.7%

Ohlsdorf 109.1 12.0% 1.0% 69.0% 3.9% 85.9%

Pischelsdorf am Engelbach 91.0 12.0% 1.0% 62.8% 3.3% 79.1%

Pram 63.4 12.0% 0.8% 43.7% 2.3% 58.9%

Puchkirchen am Trattberg 81.8 12.0% 1.0% 56.4% 2.9% 72.4%

Redleiten 95.7 12.0% 1.0% 66.0% 3.4% 82.5%

Regau 111.9 12.0% 1.0% 69.0% 4.0% 86.0%

Reichersberg 54.5 12.0% 0.7% 37.6% 2.0% 52.3%

Ried im Innkreis 69.2 12.0% 0.9% 47.8% 2.5% 63.2%

Roßbach 87.3 12.0% 1.0% 60.2% 3.1% 76.3%

Rüstorf 84.1 12.0% 1.0% 58.0% 3.0% 74.1%

Sankt Johann am Walde 93.3 12.0% 1.0% 64.4% 3.4% 80.7%

Schildorn 81.2 12.0% 1.0% 56.0% 2.9% 71.9%

Schwanenstadt 81.5 12.0% 1.0% 56.3% 2.9% 72.2%

St. Johann am Walde 93.3 12.0% 1.0% 64.4% 3.4% 80.7%

Stadl-Paura 71.9 12.0% 1.0% 49.6% 2.6% 65.1%

Taiskirchen im Innkreis 49.7 11.9% 0.7% 34.3% 1.8% 48.6%

Timelkam 95.8 12.0% 1.0% 66.1% 3.4% 82.5%

Utzenaich 59.1 12.0% 0.8% 40.8% 2.1% 55.7%

Vorchdorf 89.4 12.0% 1.0% 61.7% 3.2% 77.9%

Waldzell 91.5 12.0% 1.0% 63.2% 3.3% 79.4%

Weilbach 80.7 12.0% 1.0% 55.7% 2.9% 71.6%

Zell an der Pram 49.2 11.8% 0.7% 34.0% 1.8% 48.2%

Bekleidungsindustrie 82.1 48.0% 1.8% 37.3% 0.0% 87.1%

Gmunden 122.6 48.0% 2.0% 50.0% 0.0% 100.0%

Reichersberg 54.5 48.0% 1.5% 27.2% 0.0% 76.7%

Ried im Innkreis 69.2 48.0% 1.8% 34.6% 0.0% 84.5%

Lederindustrie 76.5 48.0% 2.0% 38.3% 0.0% 88.2%

Seite 85

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Braunau am Inn 73.8 48.0% 2.0% 36.9% 0.0% 86.9%

Pramet 81.6 48.0% 2.0% 40.8% 0.0% 90.8%

Ried im Innkreis 69.2 48.0% 1.8% 34.6% 0.0% 84.5%

Textilindustrie 89.1 48.0% 2.0% 43.2% 0.0% 93.2%

Braunau am Inn 73.8 48.0% 2.0% 36.9% 0.0% 86.9%

Lenzing 111.0 48.0% 2.0% 50.0% 0.0% 100.0%

Schalchen 90.2 48.0% 2.0% 45.1% 0.0% 95.1%

Schwanenstadt 81.5 48.0% 2.0% 40.8% 0.0% 90.8%

Gesamtergebnis 87.9 28.3% 3.3% 27.4% 3.9% 63.0%

Seite 86

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Seite 87

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

8 Literaturverzeichnis [1] Bauer, M., Freeden, W., Jacobi, H. and Neu, T. (eds) (2014) Handbuch Tiefe Geothermie: Prospektion, Exploration, Realisierung, Nutzung. Berlin: Springer Spektrum. [2] Lund, J. W. ‘Milk Pasteurization with Geothermal energy‘. [3] Kiruja, J. ‘Use of Geothermal Energy in Dairy Processing‘, GHC BULLETIN. [4] Chiasson, A. ‘From Creamery to Brewery with Geothermal Energy: Klamath Basin Brewing Company‘. [5] Gehringer, M. and Loksha, V. (2012) Geothermal handbook: Planning and Financing Power Generation: technical report 002/12. [6] Pavel, S. (2018) Presentation - Geothermal Market Report 2017. [7] Borg, A. and Bauer, M. J. (2017) TIGER – Kommunikationskonzept Tiefe Geothermie. Wiesbaden: Springer Fachmedien Wiesbaden. [8] AUSTRIA, S. Energiebilanzen, accessed 8 Aug 2018. [9] Bayerisches Landesamt für Umwelt (2016) GeoMol – Assessing subsurface potentials of the Alpine Foreland Basins for sustainable planning and use of natural resources: Project Report. [10] Pfleiderer, S. (2016) GeoMol - geologische 3D-Modellierung des österreichischen Molassebeckens. Wien. [11] Könighofer, K., Domberger, G., Gunczy, S. and Hingsamer, M. et al. (2014) Potenzial der Tiefengeothermie für die Fernwärme- und Stromproduktion in Österreich: GeoEnergie2050. [12] Schmid, C. personal communication. [13] Füreder, J. (2012) Geothermieprojekt Ried: Wärme und Kälte aus Geothermie und Umgebungswärme. [14] Burkhard, K. Projekte zu erneuerbarer Energie in Österreich, accessed 30 Jul 2018. [15] Land Oberösterreich (2005) Wasserwirtschaftliche Bewertung der Thermalwassernutzungen in Oberösterreich: Berichtszeitraum 2000 – 2005. [16] EAG Geothermie Brauna Simbach - Tiefenbohrung, accessed 30 Jul 2018. [17] (2018) Simbach - Braunau | Informationsportal Tiefe Geothermie (28 Jul 2018), accessed 30 Jul 2018. [18] (2018) Mehrnbach | Informationsportal Tiefe Geothermie (29 Jul 2018), accessed 30 Jul 2018. [19] Erdwärme für Ried und Mehrnbach: Geothermie-Projekt ist eröffnet, accessed 17 Jan 2019. [20] Obernberger Fernwärme GmbH - Das Unternehmen, accessed 30 Jul 2018. [21] Keglovic, P. (2010) Ökologische und ökonomische Bewertung eines konkreten Geothermeprojektes in Gmunden. Leoben. [22] Österreichischer Wasser- und Abfallwirtschaftsverband (2010) ÖWAV-Regelblatt 215: Nutzung und Schutz von Thermalwasservorkommen.

Seite 88

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

[23] Büttner, W. and Kolmer, C. (2012) Grundsatzpapiere zur Thermalwassernutzung im niederbayerisch-oberösterreichischen Molassebecken: Expertengruppe „Thermalwasser“ im Auftrag der Ständigen Gewässerkommission nach dem Regensburger Vertrag. [24] Friesenecker, R. Vertrag zwischen der Republik Österreich einerseits und der Bundesrepublik Deutschland und der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft andererseits über die wasserwirtschaftliche Zusammenarbeit im Einzugsgebiet der Donau: Regensburger Vertrag. [25] Goldbrunner, Gold, Heiss and Shirbaz (2007) Thermische Auswirkungen von Thermalwassernutzungen im oberösterreichisch-niederbayerischen Innviertel: Endbericht. [26] Roth, K. and Vollhofer, O. (2002) ‘Grundsatzpapiere zur Thermalwassernutzung im niederbayerisch–oberösterreichischen Molassebecken: Ad hoc Expertengruppe „Tiefenwasser“ im Auftrag der Ständigen Gewässerkommission nach dem Regensburger Vertrag‘. [27] Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft München (1999) Das Thermalwasservorkommen im niederbayerisch-oberösterreichischen Molassebecken: Hydrogeologisches Modell und Thermalwasser-Strömungsmodell im Auftrag des Freistaates Bayern und der Republik Österreich. [28] Streicher, W., Schnitzer, H., Titz, M. and Tatzber, F. et al. (2010) Energieautarkie für Österreich 2050: Feasibility Study. [29] Goldbrunner, J. (2012) Status und aktuelle Entwicklungen der Geothermie in Österreich: Transenergy – Öffentliches Symposium & Exkursion, Wien 2012. Wien. [30] Stanzer, G., Novak, S., Dumke, H. and Plha, S. et al. (2010) REGIO Energy Regionale Szenarien erneuerbarer Energiepotenziale in den Jahren 2012/2020. [31] Offene Daten Österreich | data.gv.at, accessed 31 Jul 2018. [32] (2017) GBA MapViewer (7 Nov 2017), accessed 3 Aug 2018. [33] (2010) ÖWAV-Regelblatt 215: Nutzung und Schutz von Thermalwasservorkommen. Wien. [34] GeoThermal Engineering GmbH (2015) PETher – Physikalische Eigenschaften von Thermalwasser unter In-situ-Bedingungen: Experimentelle Stoffwertebestimmung im Kraftwerk und im Labor. [35] Lund and Boyd, T. L. (2015) ‘Direct Utilization of Geothermal Energy 2015 Worldwide Review‘, Proceedings World Geothermal Congress 2015. [36] Snyder, D. M., Beckers, K. F. and Young, K. R. (2017) ‘Update on Geothermal Direct-use Installations in the United States: PROCEEDINGS, 42nd Workshop on Geothermal Reservoir Engineering‘. [37] Naegler, T., Simon, S., Klein, M. and Gils, H. C. (2015) ‘Quantification of the European industrial heat demand by branch and temperature level‘, International Journal of Energy Research, 39/15: 2019–30. [38] Ragnarsson, Á. (2016) Overview of direct geothermal applications and uses worldwide. Harpa Conference Center – Reykjavik, Iceland. [39] Popovski, K. ‘INDUSTRIAL APPLICATION OF GEOTHERMAL ENERGY IN EUROPE‘. [40] Verband der Brauereien Österreichs (2017) ‘Statistische Daten über die österreichische Brauwirtschaft‘. [41] Farjana, S. H., Huda, N., Mahmud, M. P. and Saidur, R. (2018) ‘Solar process heat in industrial systems – A global review‘, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82: 2270–86. Seite 89

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

[42] Bettina, L. Milchstatistik 2017: Erzeugung und Verwendung. [43] Agrar Markt Austria (2016) Jahresbericht: Milch und Milchprodukte. [44] Lund, J. W. (1997) ‘Milk Pasteurization with Geothermal energy‘, GHC BULLETIN. [45] Land O’Lakes International and Development and Winrock International (2013) Geothermal Milk Processing- Geo-Mega Dairy (GMD): Dairy Pasteurization/ Processing Pre-feasibility Study. [46] Duffield and Sass (2003) Geothermal Energy—Clean Power From the Earth’s Heat. [47] Kiruja, J. (2012) Direct Use of Geothermal Energy in USA: Short Course VII on Exploration for Geothermal Resources. Kenya. [48] N. Andritsos, P. Dalampakis and N. Kolios ‘Use of Geothermal Energy for Tomato Drying‘. [49] van Nguyen, M., Arason, S., Gissurarson, M. and Pálsson, P. G. (2015) Uses of geothermal energy in food and agriculture: Opportunities for developing countries. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. [50] Gelegenis, J., Dalabakis, P. and Ilias, A. (2006) ‘Heating of a fish wintering pond using low-temperature geothermal fluids, Porto Lagos, Greece‘, Geothermics, 35/1: 87–103. [51] Boyd, T. L. and Lund, J. W. ‘Geothermal heating of greenhouses and aquaculture facilties‘. [52] Frisch, S., Pehnt, M., Otter, P. and Nast, M. (2010) Prozesswärme im Marktanreizprogramm: Zwischenbericht zu Perspektivische Weiterentwicklung des Marktanreizprogramms FKZ 03MAP123. Heidelberg, Stuttgart.

Seite 90

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Seite 91

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 2: Lindal-Diagramm für Anwendungen im Niedertemperaturwärmebereich [5, SEC37] ...... 5 Abbildung 3: Schematische Darstellung der kaskadischen Nutzung einer geothermischen Bohrung [5] ...... 5 Abbildung 4: Darstellung einer Dublette für die Fernwärmeversorgung [1, p.718] ...... 6 Abbildung 5: Anzahl an geothermischen Anlagen zur Fernwärmeversorgung [6] ...... 7 Abbildung 6: Geothermische jährliche Wärmeerzeugung in Oberösterreich im Zeitraum 2005 bis 2016 [8] ...... 8 Abbildung 7: Ausdehnung des Molassebeckens [10] ...... 9 Abbildung 8: Profilschnitte und deren Verortung, Komposition aus [9] ...... 9 Abbildung 9: Störungszonen im Molassebecken [10] ...... 10 Abbildung 10: Standorte der oberösterreichischen geothermischen Anlagen ...... 11 Abbildung 11 Geinberg - Schema der Kaskadennutzung [1, p.253] ...... 13 Abbildung 12: Schematische Darstellung der Berechnungsmethodik ...... 20 Abbildung 13: Ausdehnung des Temperatur- und Tiefenmodells ...... 22 Abbildung 14: Auswahl an Gemeinden im Betrachtungsgebiet für die Temperaturberechnung ...... 23 Abbildung 15: Heatmap für mittlere Thermalwassertemperaturen ...... 24 Abbildung 16: Abweichungen der Thermalwassertemperaturen (Min, Mittel, Max) ...... 25 Abbildung 17: Heatmap: Leistung pro Dublette – best-Szenario ...... 27 Abbildung 18: Heatmap: Leistung pro Dublette – medium-Szenario ...... 28 Abbildung 19: Heatmap: Leistung pro Dublette – worst-Szenario ...... 28 Abbildung 20: Gesamte Leistung pro Dublette in Abhängigkeit der Förderrate ...... 29 Abbildung 21: Gesamte Leistung pro Dublette in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur ...... 30 Abbildung 22: Leistung pro Dublette für die drei Szenarien – gemeindespezifisch ...... 30 Abbildung 23: Abhängigkeit Flächenbedarf pro Dublette von Dublettenabstand ...... 31 Abbildung 24: Heatmap: Leistung pro Gemeinde – best-Szenario ...... 32 Abbildung 25: Heatmap: Leistung pro Gemeinde – medium-Szenario ...... 32 Abbildung 26: Heatmap: Leistung pro Gemeinde – worst-Szenario ...... 33 Abbildung 27: Diagramm der gesamten thermischen Leistung pro Gemeinde ...... 33 Abbildung 28: Leistung pro Gemeinde – Potential in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur...... 34 Abbildung 29: Heatmap: Wärmemenge pro Gemeinde – best-Szenario ...... 35 Abbildung 30: Heatmap: Wärmemenge pro Gemeinde – medium-Szenario ...... 35 Abbildung 31: Heatmap: Wärmemenge pro Gemeinde – worst-Szenario ...... 36 Abbildung 32: Diagramm des gesamten Wärmepotentials in Oberösterreich ...... 36 Abbildung 33: Wärmepotential pro Gemeinde – Potential in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur ...... 37 Abbildung 34: Eingrenzung des Potentials auf eine Förderrate von 50 l/s ...... 38 Abbildung 35: Leistungspotential für 50 l/s in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur ...... 39 Abbildung 36: Wärmepotential für 50 l/s in Abhängigkeit der Reinjektionstemperatur ...... 40 Abbildung 37: Blockdiagramm der Potentiale verglichen mit Daten aus der Literatur...... 40 Abbildung 38: Karte mit den bestehenden Fernwärme- und Kraftwerksanlagen in OÖ ...... 42 Abbildung 39: Weltweit installierte geothermische Leistung nach Nutzungsungsart von 1995 bis 2015 [35] ...... 44 Abbildung 40: Installierte geothermische Leistung in Europa und den USA (Direkt-/Fernwärmenutzung) [36] ...... 45 Abbildung 41: Nutzenergiebedarf 2016 nach Energieart für das produzierende Gewerbe in Oberösterreich [8] .... 46 Abbildung 42: Durchschnittliche Prozesstemperaturen verschiedener Industriebranchen ...... 48 Abbildung 43: Durchschnittliche Prozesstemperaturen in der Lebensmittelindustrie inkl. oö. Thermalwassertemperaturen...... 49 Abbildung 44: Temperaturübersicht von Prozessen in der Papier-, Holz-, Textilindustrie ...... 49 Abbildung 45: Temperaturübersicht von Prozessen in verschiedenen Branchen der Lebensmittelindustrie ...... 50

Seite 92

Industrielle Nutzung von Tiefengeothermie Studie 2018

Abbildung 46: Wärmebedarf in der Industrie ...... 51 Abbildung 47: Schematische Darstellung der Kaskade in Bad Waltersdorf [1, p.253] ...... 54 Abbildung 48: Bierausstoß in Oberösterreich zwischen 2004 und 2016 [40] ...... 54 Abbildung 49: Schematische Darstellung des Brauprozesses mit geothermischer Unterstützung ...... 55 Abbildung 50: Erzeugung von Trinkmilch- und Mischtrunk in Oberösterreich zwischen 2004 und 2015 [43] ...... 56 Abbildung 51: Plattenwärmetauscher der Pasteurisierung in der Molkerei Oradea [44] ...... 57 Abbildung 52: Prozessfließbild der geothermischen Pasteurisierung in Klamath [44] ...... 58 Abbildung 53: Kaskadisches Nutzungskonzept in Kenia [45] ...... 58 Abbildung 54: Standorte der 1386 Unternehmen aus der WKO Abfrage ...... 62 Abbildung 55: Temperaturanforderungsprofile verschiedener Branchen [37, 52] ...... 63 Abbildung 56: Abgleich Temperaturbedarf der Unternehmen ...... 64

Tabellenverzeichnis

Tabelle 2-1: Chancen und Hemmnisse von Geothermie (entnommen aus: [3, p.835], [10, p.9] und [8, p.2] ...... 7 Tabelle 2-2: Überblick zu den Betriebsdaten der bestehenden geothermischen Anlagen in Oberösterreich ...... 11 Tabelle 3-1: Übersicht über Studien zu Potentialen ...... 18 Tabelle 3-2: Rahmenbedingungen für die Potentialberechnung aus [13] ...... 19 Tabelle 3-3: Validierung der berechneten Thermalwassertemperaturen durch die Daten der Bestandsanlagen .... 25 Tabelle 3-4: Szenarien der Potentialberechnung ...... 26 Tabelle 3-5: Vergleich Wärmepotentiale (50 l/s) mit Literaturwerten ...... 41 Tabelle 4-1: Wärmebedarf in Österreich/Oberösterreich, Quelle: [35] und eigenen Berechnungen ...... 46 Tabelle 4-2: Chancen und Hemmnisse der industriellen Nutzung von Geothermie [34, 36, 37] ...... 47 Tabelle 4-3: Auszug an solarthermischen Anwendungen in Brauereien nach [39] ...... 55 Tabelle 4-4: Auszug an solarthermischen Anwendungen in Brauereien nach [39] ...... 58 Tabelle 4-5: Ergebnisse Abgleich Thermalwassertemperaturen - Unternehmen ...... 64

Seite 93