Iqony Energies und der Zweckverband Geowärme Erding bauen die Geothermienutzung für die Fernwärme weiter aus. Neue Anlagentechnik soll zusätzliche Potenziale erschließen.

 

Das Geothermieprojekt im oberbayerischen Erding zeigt, wie sich Erdwärme auch bei einer Thermalwassertemperatur von rund 65 Grad Celsius nachhaltig und wirtschaftlich für die Fernwärmeversorgung nutzen lässt. In den vergangenen Jahren hat Iqony Energies als Betreiberin die Anlagen mehrfach erweitert und modernisiert. Gemeinsam mit dem Zweckverband Geowärme Erding plant das Unternehmen die nächsten Projekte, um mehr geothermische Wärme zu nutzen.

„Wir als Iqony Energies planen, das Wärmenetz weiter zu verdichten, mehr Kundinnen und Kunden zu gewinnen sowie die Kompressionstechnik in der Wärmeerzeugung weiter auszubauen“, erzählt Mike Barthel, Asset Manager bei Iqony Energies, im Gespräch mit der Redaktion. Das diene nicht nur wirtschaftlichen Aspekten. Zugleich soll der Einsatz fossiler Brennstoffe sinken. Denn neben der geothermischen Wärme werden Wärmepumpen und Kesselanlagen benötigt, um eine reibungslose Wärmeversorgung zu garantieren – und damit auch der Brennstoff Erdgas. Momentan werden rund 37 Prozent der erzeugten Wärmemenge rein geothermisch produziert. Dieser Anteil soll in den nächsten Jahren weiter gesteigert werden. 

Nach Erdöl gesucht, Thermalwasser gefunden

Was heute ein Vorzeigeprojekt für eine nachhaltige Wärmeversorgung ist, begann in den 1980er Jahren als klassische Erdölbohrung. Das Explorationsunternehmen fand im oberbayerischen Erding damals zwar kein Erdöl, stattdessen aber Thermalwasser im Untergrund. Die Stadt Erding überlegte daraufhin, wie dieses etwa 2.000 Meter tiefe Bohrloch anderweitig genutzt werden könnte; eine Arbeitsgemeinschaft prüfte die Möglichkeiten einer wirtschaftlichen und ökologischen Nutzung des Heißwasservorkommens. Daraus entstand eines der Pionierprojekte der Geothermie, das heute einen großen Teil des Wärmebedarfs der Stadt und der Therme Erding deckt − nachhaltig und wirtschaftlich.
 
Im Jahr 1989 gründeten Stadt und Landkreis Erding den Zweckverband Geowärme Erding, um die Erdwärme und das Thermalwasser wirtschaftlich selbst oder durch Dritte verwenden zu können. Die Kommune begann mit der Projektentwicklung. Ab Herbst 1992 begann der Aufbau eines Fernwärmenetzes, das in den folgenden Jahren ständig erweitert wurde. 1994 stieg die Saarberg Fernwärme GmbH (heute Iqony Energies) mit ein. Seitdem kooperiert sie mit dem Zweckverband Geowärme Erding.

Im Jahr 1998 ging das Heizwerk Erding 1 mit einer Förderbohrung in Betrieb. Eine Besonderheit des Standorts sei die „Dreifachnutzung des Thermalwassers“, erklärt Betriebsstättenleiter Anton Schmitt. Das sei damals wichtig gewesen, um eine Genehmigung zu erhalten. Schmitt: „Das Wasser wird zum einen thermisch genutzt, ein Teil wird für die danebenliegende Therme aufbereitet und zudem wurde daraus Trinkwasser aufbereitet.“ Diese Nutzung des Thermalwassers zur Fernwärmeversorgung, für den Thermenbetrieb und zeitweise als Trinkwasser sei nach Angaben von Iqony Energies deutschlandweit einzigartig.

Aufgrund der stetigen Nachfrage nach Fernwärmeanschlüssen wurde 2004 mit der ersten Projekterweiterung begonnen. Da es ohne Rückführungsbohrung am Heizwerk 1 des thermisch genutzten Wassers in den Entnahmehorizont (Reinjektion) genehmigungsrechtlich unmöglich war, die Fördermenge zu erhöhen, wurde die Niederbringung einer zweiten Bohrung zwingend erforderlich (Geothermische Dublette). Dazu wurde das Heizwerk 2 realisiert, das wenige Kilometer entfernt vom Heizwerk 1 errichtet wurde.

Im Jahr 2009 stellte man schließlich das Heizwerk Erding 2 am Kletthamer Feld in Dienst. „Damit konnte die Förderrate von 24 Litern pro Sekunde auf 48 Liter pro Sekunde erhöht werden“, erklärt Betriebsstättenleiter Schmitt. 

Fernwärmenetz hat heute eine Länge von mehr als 30 Kilometern

Heute hat das Wärmenetz in Erding eine Länge von 32 Kilometern. Daran sind rund 680 Übergabestationen angeschlossen. Die beiden Heizwerke decken mittlerweile einen Anschlusswert von 65 MW, was rund 18 Prozent des gesamten Erdinger Wärmebedarfs entspricht. Die Anlagen decken miteinander eine Wärmeerzeugung von bis zu 100 Gigawattstunden im Jahr ab. Das war insbesondere auch durch eine weitere Modernisierung und Erweiterung von Erding 1 möglich. Der Erweiterungsbau ging im Januar 2022 in Betrieb. „Das Kernstück der Erweiterung in Erding 1 ist die Kompressionswärmepumpe“, erklärt Mike Barthel, Asset Manager bei Iqony Energies. „Damit speisen wir im Vergleich zur vorhandenen Absorptionstechnik der ersten Ausbaustufe noch mehr Geowärme ins Netz“.
 

Der Zweckverband hat im Zuge der Erweiterung des Heizwerks zudem einen 200 Kubikmeter fassenden neuen Thermalwasserspeicher errichtet, um der steigenden Thermalwassernachfrage gerecht zu werden und diese entkoppelt von der verbrauchsabhängig schwankenden Wärmeproduktion zu bedienen.

Technisch besteht die Erweiterung des Heizwerks Erding 1 aus einer Kompressionswärmepumpe des Herstellers GEA (Typ MX PP 2000 NH3) mit 2,7 MW Geowärmeleistung und einem MWM-Blockheizkraftwerk (Anlagentyp TCG 2020 V12) mit einer Leistung von je rund 1 MW elektrisch und thermisch. Komplettiert wird die Erweiterung durch zwei Heizwasserspeicher mit einem Fassungsvermögen von je 150 Kubikmetern. Sie dienen der Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch und können damit zur Laufzeitoptimierung von BHKW und KWP sowie zur Abdeckung von Lastspitzen genutzt werden.

Die Investitionskosten belaufen sich insgesamt auf rund 8,3 Millionen Euro. Barthel: „Das Duett aus BHKW und Kompressionswärmepumpe schafft in Summe rund fünf Megawatt Wärmeleistung.“ Damit konnte der Anteil an geothermischer Wärme an der erzeugten Wärmeversorgung weiter erhöht werden − von rund 27 auf derzeit rund 37 Prozent.

Die Kompressionswärmepumpe verfügt über insgesamt fünf Wärmetauscher: den Verdampfer, den Kondensator, den Unterkühler und den Enthitzer für das Kältemittel Ammoniak (NH3) sowie einen Wärmetauscher für die Schmierölkühlung. „Die Anlage läuft dadurch hocheffizient“, sagt Barthel. Sie ergänzt die bereits vorhandene Wärmeauskopplung über Direktwärmetauscher und die bestehende Absorptionswärmepumpe. Damit lässt sich zusätzliche geothermische Wärme aus dem Thermalwasser für die Versorgung erschließen. Den Strom für die Kompressionswärmepumpe erzeugt das BHKW am Standort. In den nachgeschalteten Heißwasserkesseln wird der Fernwärmevorlauf auf seine endgültige Temperatur von bis zu 95 Grad Celsius erhitzt.

Die Erweiterung zielte damit nicht allein auf zusätzliche Erzeugungsleistung ab. Sie veränderte auch die Betriebsweise von Erding 1: BHKW, Kompressionswärmepumpe und Wärmespeicher bilden eine zusätzliche Erzeugungskette, die sich flexibler gegenüber dem Wärmebedarf betreiben lässt und einen höheren Geowärmeanteil ermöglicht. Der Speicher ermöglicht es, die Wärmeproduktion zeitweise von der aktuellen Netzlast zu lösen.

Die Anlage des Zweckverbandes Geothermie Erding zeigt insbesondere auch mit einer hohen Leistungszahl (Coefficient of Performance), wie effizient Anlagen betrieben werden können. Der in Erding erreichte COP-Wert von 3,5 bedeutet, dass mit dem Einsatz einer Kilowattstunde Strom (für Verdichter der Kompressionswärmepumpe) 3,5 Kilowattstunden Wärme erzeugt werden. In Anbetracht des vergleichsweise hohen Temperaturhubs, die die Erdinger Wärmepumpen leisten müssen, ist die erreichte Leistungsziffer beachtlich und gegenüber großtechnischen Luft- oder Flusswasserwärmepumpen energetisch im Vorteil. 

Da die Kompressionstechnik viel effizienter arbeitet als die Absorptionswärmepumpe, „gibt es Überlegungen, auch das Heizwerk 2 auf Kompressionswärmepumpen umzurüsten“, sagt Barthel. Damit könnten der Geowärmeanteil und auch die Anschlussleistung weiterwachsen. Denn Iqony Energies und der Zweckverband Geowärme Erding planen für die 2030er Jahre eine Erweiterung der Thermalwasserförderung.

Ziel ist es, den geothermischen Anteil an der Wärmeproduktion für das Netz auf bis zu 80 Prozent zu erhöhen und damit den Anteil an fossilen Energieträgern weiter zu senken. „Der Transformationsplan hierfür ist bereits fertiggestellt“, sagt Barthel. (hr)