Geothermie Waren

Seit 1984 fördert die Stadtwerke Waren GmbH Wärme aus einer Tiefengeothermieanlage am Heizkraftwerk Papenberg. BLS Energieplan hat im Auftrag der Stadtwerke Waren GmbH ein Konzept zur Modernisierung und Optimierung dieser Anlage erarbeitet – für eine zukunftssichere und klimafreundliche Fernwärmeversorgung in Waren (Müritz).
Standort
Mecklenburg-Vorpommern
Auftraggeber
Stadtwerke Waren GmbH
Investitionsvolumen
Ca. 2 Mio. €
Projektzeitraum
2023

Seit 1984 fördert die Stadtwerke Waren GmbH Wärme aus einer Tiefengeothermieanlage am Heizkraftwerk Papenberg. BLS Energieplan hat im Auftrag der Stadtwerke Waren GmbH ein Konzept zur Modernisierung und Optimierung dieser Anlage erarbeitet – für eine zukunftssichere und klimafreundliche Fernwärmeversorgung in Waren (Müritz).

Auftrag

Ziel des Planungsvorhabens ist die Optimierung der Ausbeute der am Standort Heizkraftwerk Papenberg vorhandenen Tiefengeothermieanlage. Das Heizkraftwerk versorgt über zwei Fernwärmenetze insgesamt 43 Wärmeabnahmestellen mit einer Gesamtanschlussleistung von 8.887 kW. Die Spitzenlast beider Heiznetze beträgt 6,0 MW, die jährliche Gesamtenergiemenge liegt bei ca. 15 GWh.

Die bestehende Geothermieanlage ist über einen Wärmetauscher indirekt zur Rücklaufanhebung in das Fernwärmenetz eingebunden. Vor dem Hintergrund der aktuellen Energiepolitik und des Ziels der Klimaneutralität soll der Anteil erneuerbarer Energien deutlich gesteigert werden. Dazu wird ein Wärmepumpensystem vorgesehen, das die Geothermie als Wärmequelle nutzt und den Fernwärmerücklauf auf Vorlauftemperaturen anhebt. Ergänzend werden die Reaktivierung bestehender Wärmespeicher sowie die Optimierung der Abnehmerseite zur Erhöhung der hydraulischen Netzkapazität geprüft.

Im Rahmen der Vorplanung (HOAI LP 2) wurden vier Varianten zur Wärmepumpenintegration untersucht – mit Maschinen der Hersteller Johnson Controls (Ammoniak-Kältemittel R717) und Carrier (HFO-Kältemittel R1234ze). Die Varianten reichen von einer Einzelmaschine mit bis zu 2.138 kW Wärmeleistung bis hin zu Dreimaschinen-Systemen, die bis zu 99,7 % der jährlichen Wärmebereitstellung übernehmen können.

Leistungen
  • Kältemittelbewertung: Vergleich natürlicher (R717/Ammoniak) und synthetischer (R1234ze/HFO) Kältemittel hinsichtlich GWP, Sicherheitsklasse, Kosten und regulatorischer Risiken
  • Variantenbetrachtung Wärmepumpenintegration: Auslegung und Vergleich von vier Varianten (Johnson Controls V1: 1.661 kW, 78 % Abdeckung; Carrier V1: 2.138 kW, 88 %; JCI V2: 3 WP-Kaskade, 99,7 %; Carrier V2: 3 WP-Kaskade, 93,9 %) zur Einbindung der Geothermie als paralleler Wärmebereitsteller
  • Bewertung der Bestandsanlage: Analyse des Heizkraftwerks (3 Kessel bis 4.100 kW, BHKW 692 kW th / 556 kW el, Geothermie-Wärmetauscher); Ermittlung der Leistungsanteile (BHKW 19,7 %, Kessel 80,3 %)
  • Thermalkreis und Koppelkreis: Entkopplung des Wärmepumpensystems vom Thermalkreis über Edelstahl-Wärmeübertrager zum Schutz vor Korrosion; Auslegungsparameter: Quellvorlauftemperatur 60 °C, Senke 75/55 °C
  • Wärmespeicherauslegung: Ermittlung des erforderlichen Pufferspeichervolumens (≈ 190 m³) zur Glättung von Tageslastspitzen; Prüfung der Reaktivierung bestehender Speicher auf dem Kraftwerksgrundstück
  • Zusätzliche Variante Niedertemperaturnetz: Konzept für die Wärmeversorgung eines geplanten neuen Heiznetzes (55/35 °C, 800–1.000 kW Anschlussleistung) über ein separates Wärmepumpensystem, das den Rücklauf des Bestands-Wärmeübertragers als Quelle nutzt
  • Maßnahmenkatalog Hausanschlussstationen: Identifikation und Bewertung von Optimierungsmaßnahmen an ausgewählten HA-Stationen zur Vergrößerung der Temperaturspreizung und Erhöhung der hydraulischen Netzkapazität
  • Wirtschaftlichkeitsbetrachtung: Berechnung und Vergleich der Wärmegestehungskosten aller vier Varianten sowie der zusätzlichen Variante inkl. Sensitivitätsanalyse

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