Investitionskosten

Im Folgenden werden für die einzelnen im Kapitel 2 beschriebenen Systemelemente die Investitionskosten ausgewiesen. Hierzu gehören zu den Investitionskosten für den Untertageteil die Bohrkosten, die Kosten für die Pumpen und für eine Stimulation. Die obertägigen Kosten setzen sich aus den Kosten für Anlagen zur Strom- und Wärmebereitstellung und dem Thermalwasserkreislauf zusammen. Die Kosten werden sowohl für eine geothermische Strombereitstellung mit wie auch ohne Wärmeversorgung ausgewiesen.

5.2.3.1 Basic Engineering

Hierzu gehören die vorbereitenden Planungen mit Ingenieursarbeiten, geologischen Gutachten, Kostenanalysen, Ausgaben für bergrechtliche Genehmigungen und Personalkosten. Diese Kosten können je nach Vorkenntnissen über das Gebiet, der Dauer der Vorarbeiten und der vor Ort gegebenen Situation voneinander abweichen. Die Kosten hierfür werden pauschal mit 500 000 € veranschlagt.

5.2.3.2 Untertägige Systemelemente

Für die untertägigen Systemelemente werden die Bohrplatzvorbereitung, das Abteufen der Bohrungen, die Bohrlochverrohrung und die Bohrlochkomplettierung als Kostenträger angesetzt. Des weiteren wird eine mögliche Stimulation des Gebirges betrachtet.

Bohrungen. Die Bohrungen werden je nach regionalen Gegebenheiten bei sehr unterschiedlichen geologischen Bedingungen abgeteuft. Es können somit je nach Bohrfortschritt starke Abweichungen der Bohrkosten vorkommen. Im Mittel muss derzeit für einen Teufenbereich zwischen 3 500 und 5 000 m von Aufwendungen von ca. 1 150 €/m ausgegangen werden /LEGARTH 2001/. Zu beachten ist, dass dieser Preis lediglich für den angegebenen Teufenbereich Gültigkeit besitzt und nicht linear mit der Teufe steigt oder fällt.

Für Teufenbereiche kleiner 3 500 m werden bei /KAYSER 1999/ z. B. für Bohrungen von 2 500 m Kosten von lediglich 820 €/m angegeben. In diesen Kosten sind nach /LEGARTH

2001/ wiederum Personalkosten von 42 % enthalten.

Die Kosten einer Bohrung werden dabei maßgeblich durch die Bohranlagenmiete (einschl. Personal- und Energiekosten) bestimmt, die durchschnittlich 36 % der Gesamtkosten einer Tiefbohrung ausmachen. Bezogen auf die Gesamtkosten werden von /LEGARTH 2001/ in Abb. 5-3 gezeigte Kostenaufteilung angegeben.

Meißel- und Richtbohrservice

14%

Verrohrung und Steigrohre

19%

Bohranlagen-miete

31%

Bohrplatz-vorbereitung und

Wiedernutz-barmachung

14%

Spülungs- und

Zementations-service 11%

Sondenkopf-komplettierung

11%

Abb. 5-3: Kostenaufteilung einer Tiefbohrung nach /LEGARTH 2001/

Von /LEGARTH 2001/ werden spezifischen Bohrkosten nach Abb. 5-4 angegeben. Die Kosten im Referenzfall beziehen sich hier auf 4 500 m Endteufe. Somit werden 1 150 €/m angesetzt.

Abb. 5-4: Spezifische Bohrkosten nach /LEGARTH 2001/

Diese Kosten können je nach der vor Ort herrschenden geologischen Situation und durch nicht vorhersehbare Schwierigkeiten leicht 10 bis 20 % höher liegen. Ebenso können die Kosten aber auch 20 % geringer ausfallen, wenn besonders günstige Voraussetzungen vorliegen.

Für Berechnungen mit einer größeren Teufe als 4 500 m liegen keine gesicherten Kostendaten vor. In Anlehnung an Abb. 5-4 werden für Teufenbereiche zwischen 5 000 und 6 000 m spezifische Kosten von 1 700 €/m und für Teufen zwischen 6 000 und 7 000 m 1 800 €/m festgelegt

Bohrlochkonfiguration. Es werden zwei unterschiedliche Bohrlochkonfigurationen betrachtet; erstens zwei saigere Bohrungen und zweitens in der Parametervariation eine abgelenkte und eine saigere Bohrung. Bei dem zweiten Fall wird der Bohrturm lediglich um einige wenige Meter verschoben, wobei die gesamte Infrastruktur für den zweiten Bohrplatz entfällt und somit entsprechend ca. 15 % der gesamten Sondenkosten. Die dann notwendige längere Bohrstrecke ist dann jedoch entsprechend teurer. Im ersten Fall muss die gesamte Infrastruktur für den zweiten Bohrplatz hergestellt werden, die Bohrstrecke wird jedoch für Förder- und Injektionsbohrung mit 4 500 m angenommen. Des weiteren wird im Falle zweier saigerer Bohrungen das kostenintensive System der Thermalwasserleitung notwendig, um das Thermalwasser oberflächennah von der Förderbohrung zu den Anlagenteilen und von dort zur Injektionsbohrung transportieren zu können. Im Falle einer abgelenkten Bohrung ist die Strecke wesentlich verkürzt.

Stimulation. Unsicher sind die verfügbaren Kostenangaben für die Stimulation, da hier je nach den Gegebenheiten vor Ort u. a. mit unterschiedlichen Techniken, Drücken, Materialien und Verpressmengen gearbeitet werden muss. Außerdem sind die angedachten Verfahren zwar Stand der Technik in der Erdöl- und Erdgas-Industrie, jedoch nicht im Bereich der Geothermie. Deswegen werden hier Kosten für einen Frac mit 250 m³ Fluid und ungefähr 60 t Stützmittel direkt nach dem Abteufen der Bohrung konservativ mit rund 360 000 € abgeschätzt. Muss demgegenüber ein Bohrturm extra neu herangefahren und aufgebaut werden, können die Kosten bis zu 550 000 € liegen /SCHLUMBERGER WELL-SERVICES 1999/.

Förderpumpe. Hinzu kommen rund 150 000 € je benötigter Tiefpumpe. Die Förderpumpe ist für 100 m³/h und eine Einbautiefe von 250 m ausgelegt. Ein Motor von 50 Hz ist in den Kosten enthalten /CENTRILIFT 2000/.

5.2.3.3 Obertägige Systemelemente

Die Kosten der Anlagen zur Strombereitstellung, zur Wärmebereitstellung und der optionalen Systemelemente werden beschrieben.

Anlage zur Strombereitstellung. Zur Bereitstellung von Strom wird die im Kapitel 2 erläuterte ORC-Anlage betrachtet. Die Kosten für die ORC-Anlage mit 1 MW elektrischer Leistung einschließlich Antransport, Aufstellen und Anschließen der Anlage liegen bei rund 1 500 000 € /OTTI 2000/.

Hierbei sind die Kosten von der Anlagengröße und der erwarteten Fördertemperatur des geothermischen Fluids abhängig. Abb. 5-5 zeigt die sinkenden Kosten mit zunehmender Temperatur und Anlagengröße.

1.500 1.700 1.900 2.100 2.300 2.500 2.700 2.900

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.000

Netto Kapazität in kW Installierte Anlagenkosten in €/kW

141 °C 121 °C 99 °C

Abb. 5-5: Kosten von ORC-Anlagen in Abhängigkeit der Temperatur und der Anlagengröße /RAFFERTY 2000/

Die ORC-Anlage kann theoretisch das ganze Jahr über in Betrieb sein. Mit Volllaststunden von 7 500 h/a wird möglichen Wartungs- und Reparaturarbeiten Rechnung getragen. Das zusätzlich benötigte Gebäude, in dem auch die anderen Systemelemente untergebracht werden können, wird einschließlich Grundstück auf 150 000 € geschätzt. Darin beinhaltet sind die Kosten für das Grundstück, Material und Aufbau. Es wird eine schlüsselfertige Übergabe unterstellt.

Rohrleitungen für den Thermalwasserkreislauf. Für den Transport des Thermalwassers zum bzw. vom geothermischen Kraft- bzw. Heizkraftwerk werden bei zwei saigeren Bohrungen ca. 1 600 m Rohre benötigt. Die Kosten dafür schwanken zwischen 70 und 300 €/m je nach ober- oder untertägiger Verlegung im bebauten oder unbebauten Gelände.

Hier wird eine untertägige Verlegung mit 250 €/m unterstellt. Für Systemelemente, die in direktem Zusammenhang mit der Thermalwasserleitung stehen (z. B. Slopsystem, Filter), werden wegen der stark unterschiedlichen Anordnungsvarianten pauschal 25 €/kW geothermischer Leistung angenommen/KALTSCHMITT ET AL 1999/.

Nahwärmenetz und optionale Systemelemente. Die Wärmebereitstellung ist mit einer Vor- und Rücklauftemperatur von 70 °C/40 °C im Nahwärmenetz ausgelegt. Die geothermische Wärmebereitstellung deckt die Grundlast ab. Für die Spitzenlast werden zwei Erdgaskessel mit je 3 MW thermischer Leistung unterstellt. Die Verluste bei den Übergabestationen der Haushalte, im Wärmeverteilnetz, bei der Kesselnutzung der Spitzenlastanlage und beim Wärmeübertrager der geothermischen Grundlastanlage werden mit eingerechnet.

Bei /BLESL 2002/ werden die Kategorien der Siedlungstypen detailliert beschrieben. Die spezifischen Kosten eines Nahwärmenetzes, welches für eine geothermische Wärmebereitstellung in Frage kommt, variieren von 15,30 bis 26,00 €/MWhth. Eine lockere offene Bebauung stellt die teuerste Variante und eine Blockbebauung hoher Dichte die günstigste Variante dar. Ausgehend von den bei /BLESL 2002/ beschriebenen spezifischen

Investitionskosten können die Investitionskosten für hier zugrunde gelegte Anlagengrößen berechnet werden. Tabelle 5-1 zeigt die berechneten Investitionskosten der Fernwärmenetze unterschiedlicher Siedlungstypen.

Tabelle 5-1: Investitionskosten unterschiedlicher Siedlungstypen (eigene Berechnungen nach /BLESL

2002/) Kurz-bezeichnung

Siedlungstyp Invest.kosten bei 30 Jahren Lebensdauer und 7,5 MW

Spitzenlast [€]

1 Lockere offene Bebauung (Streusiedlung) 6.091.000 2 Einfamilienhäuser- u. Doppelhäuser-Siedlung 3.472.000

3 Dorfkern 2.636.000

4 Reihenhäuser 3.726.000

5a Siedlung kleiner Mehrfamilienhäuser 2.613.000 5b Zeilenbebauung mit kleinen und großen

Mehrfamilienhäusern 2.279.000 6 Zeilenbebauung mit großen Mehrfamilienhäusern

oder Hochhäuser 2.123.000 7a Blockbebauung niedriger Dichte 1.714.000 7b Blockbebauung hoher Dichte 1.440.000

8 Citybebauung 1.457.000

9 Historische Altstadt 1.622.000

10a Öffentliche Sonderbauten (groß) 1.559.000 11b Gewerbliche Sonderbauten / Dienstleistungsbauten 1.488.000

Für die Referenzszenarien wird der Fall 5b (d. h. Zeilenbebauung mit kleinen und großen Mehrfamilienhäusern) bei Investitionskosten von 2,279 Mio. € zugrunde gelegt. Hier wird ein typisches Neubaugebiet unterstellt, welches auch als Niedertemperaturnetz mit niederen Vor- und Rücklauftemperaturen in Betrieb zu setzen ist. In den Parametervariationen wird der Einfluss der Kosten für das Nahwärmenetz der jeweiligen Siedlungstypen berechnet.

Für die Wärmebereitstellung werden Plattenwärmeübertrager benötigt, deren Kosten zwischen 8,2 und 10,2 €/kWh schwanken /BLESL 2002/.

Zu den Kosten für das Fernwärmenetz werden die Kosten für die Spitzenlastanlage dazugerechnet, welche die Versorgung zu Spitzenzeiten gewährleisten und die Versorgung bei einem eventuellen Ausfall der Geothermieanlage sicherstellen soll. Hierfür werden Wärmeerzeugungsanlagen auf der Basis fossiler Energieträger eingesetzt. Sie bestehen aus einem Wärmeerzeuger mit Zubehör und sind im Gebäude der Geothermieanlage mit untergebracht.

Die Kosten für die Spitzenlastkessel werden aus /KENNZIFFERNKATALOG 1999/ mit 71,6 €/kW für eine thermische Leistung von 3 MW abgeschätzt und stehen jeweils für eine Einkesselanlage. Die Kosten für bauliche Anpassungsarbeiten sind dabei enthalten. Der

Wärmeträger ist Heizwasser unter 110 °C. Bei der Wärmeanlage mit Heizöl als Brennstoff umfassen die Investitionskosten den Kessel, den Brenner mitsamt der Schalldämmung, die Regeltechnik und Verkabelung, die Verrohrung, die Wärmedämmung, die Tankanlage, wobei der Tiefbau des Tanks mit eingeschlossen ist, sowie den Schornstein.

Die Anlagen für die Wärmebereitstellung mittels Wärmeübertrager und Spitzenlastkessel sind beide in einem Gebäude untergebracht. Das Gebäude wird ebenso wie bei der ORC-Anlage schlüsselfertig übergeben. Mit eingeschlossen sind auch die Grundstückspreise. Zusammen wird alles auf 150 000 € abgeschätzt /ROGGE & KALTSCHMITT

2002/.