Wertschöpfungskette Geothermie

PROJEKTBETEILIGTE:

Prof. Dr. Rolf Bracke (HS Bochum)

Prof. Dr. Michael Häder (HS Bochum)

Dipl.-Biol., M.Techn. Stephan Exner (HS Bochum)

Dipl.-Ing. (FH) B. Görke M.Sc. (GeothermieZentrum Bochum)

cand.-Ing. Matthias Hoffmann (HS Bochum)

Dipl.-Ing. (FH) Katja Winkler (HS Bochum)

 

PROJEKTZEITRAUM:

März bis Juni 2008

 

AUFTRAGGEBER:

Wirtschaftsförderung metropoleruhr GmbH

Wirtschaftsförderung Stadt Bochum

Im Gegensatz zu den begrenzt vorhandenen fossilen Energieträgern Erdöl, Kohle und Erdgas stellt der natürliche Wärmefluss aus dem Erdinneren eine unerschöpfliche Energiequelle dar. Der wesentliche Vorteil der Geothermie gegenüber anderen erneuerbaren Energieträgern, wie Solar- und Windenergie, ist ihre Grundlastfähigkeit: Erdwärme ist tages- und jahreszeitenunabhängig verfügbar. Sie kann nicht nur zum Heizen als auch zum Kühlen von Gebäuden sondern auch zur Stromerzeugung genutzt werden.

Der Energieträger Erdwärme bietet für Nordrhein-Westfalen und hier insbesondere für das Ruhrgebiet als dem führenden europäischen Standort für Energie- und Bergbautechnologien Chancen auf wirtschaftliches Wachstum und Beschäftigung. Hintergrund dieser Studie waren die vergleichsweise geringen Erkenntnisse über die Struktur der Wertschöpfungskette Geothermie in einer jungen Wachstumsbranche und den daran beteiligten Unternehmen.

Zur Strukturierung der Wertschöpfungskette Geothermie wurden alle Technologien, Produkte und Dienstleistungen ermittelt, beschrieben, ablauflogisch miteinander verknüpft und in Form von Grafiken anschaulich gemacht. Die Leistungsbereiche geothermischer Energiesysteme umfassen dabei ein weites Spektrum von und reichen von der 5 kW-Wärmepumpenanlage für die Wärmeversorgung eines Einfamilienhauses bis hin zu Erdwärmekraftwerken mit thermischen und / oder elektrischen Leistungen im MW-Bereich. Aufgrund dieser Vielfalt der technischen Systeme zur Erdwärmenutzung ist es sinnvoll, die damit verbundenen Dienstleistungen nicht in einer Wertschöpfungskette zusammenzufassen, sondern die Bereiche  „Oberflächennahe Geothermie“ und „Tiefengeothermie“ getrennt zu betrachten.

Als oberflächennahe bzw. untiefe Geothermie wird die thermische Nutzung des Untergrundes bis in Teufen von 400 Meter bezeichnet. Bedingt durch die geologischen Randbedingungen wird die oberflächennahe Geothermie in Deutschland ausschließlich zur Wärmegewinnung in Kombination mit Wärmepumpen eingesetzt. Hierzulande weist die im oberflächennahen Bereich verfügbare Wärmeenergie für die Strom­erzeugung ein zu geringes Temperaturniveau auf. Neben der Wärmegewinnung wird die oberflächennahe Geothermie in den Sommermonaten auch für Kühlzwecke eingesetzt.

Bei größeren Teufen (>400 m) wird von Tiefengeothermie gesprochen. Hierbei wird mittels Tiefbohrungen ein hydrothermales (Heißwasser) oder ein petrothermales (Festgestein) Reservoir erschlossen und nutzbar gemacht. Im Unterschied zur oberflächennahen Geothermie kann Tiefengeothermie hierzulande auch zur Direktheizung, für landwirtschaftliche (Gewächshäuser) und balneologische (Freizeitbäder) Zwecke sowie zur Stromerzeugung genutzt werden. Einen Sonderfall der Tiefengeothermie im Ruhrgebiet stellt die Nutzung von Grubenwässern des Steinkohlebergbaus dar.

Für die Analyse der Wertschöpfungskette Geothermie wurden etwa 500 Unternehmen aus der Metropole Ruhr befragt. Jedes fünfte der angeschriebenen Unternehmen stellte Informationen für diese Studie zur Verfügung.

Auf der Grundlage diese Informationen lässt sich der Geothermiemarkt in insgesamt 12 Sektoren unterteilen. Diese decken in ihrer Gesamtheit alle Leistungen ab, die im Zusammenhang mit dem Bau und dem Betrieb von oberflächennahen oder tiefen Geothermieanlagen erbracht werden. Im Einzelnen lassen sich folgende Sektoren differenzieren:

  • Planung von geothermischen Energiesystemen
  • Heizungs- / Klimatechnik
  • Produktion von Wärmepumpen
  • Produktion von technischer Gebäudeausrüstung (TGA)
  • Bohrunternehmen
  • Bohrservices
  • Produktion von Bohrgeräten und Bohrzubehör
  • Produktion von Materialien für den Bohrlochausbau
  • Großhandel / Vertrieb
  • Energieversorgung / Contracting
  • Fernwärmeplanung /-technik
  • Kraftwerksplanung / -technik

Alleine innerhalb der Metropole Ruhr wurden ca. 230 Unternehmen ermittelt, die in einem oder mehreren der o.g. Sektoren tätig sind. In dieser Zahl berücksichtigt sind neben den annähernd 100 Unternehmen, die Informationen für diese Studie zur Verfügung stellten, auch Betriebe, die den ihnen zugesandten Fragebogen aus unterschiedlichen Gründen nicht bearbeiten wollten, von denen aber aufgrund der recherchierten Informationen begründet angenommen werden kann, dass sie Bestandteil der Wertschöpfungskette Geothermie sind. Die ermittelten Unternehmen bieten überwiegend Produkte oder Dienstleistungen für die oberflächennahe Geothermie an. Gleichwohl haben auch einige Schlüsselunternehmen der Tiefengeothermie ihren Sitz in bzw. im unmittelbaren Umfeld der Metropole Ruhr. Zu nennen sind insbesondere Tiefbohrindustrie, Projektentwickler, Kraftwerksbau, Versorgungsunternehmen und einige Serviceunternehmen für die Exploration und die Bohrtechnik.

Im Unterschied zu den vergleichsweise „reifen“ Märkten für Solar- und Windenergie handelt es sich bei der Geothermie um einen noch jungen Wirtschaftszweig. Bei zwei von drei Unternehmen, die sich an der Studie beteiligten, erfolgte der Einstieg in den Geothermiemarkt innerhalb der vergangenen 5 Jahre. Dabei handelt es sich überwiegend um Firmen, die in anderen Branchen – zu nennen sind hier insbesondere Ingenieurdienstleistungen, Bauwesen, Bohr- und Verfahrenstechnik sowie Heizungs-/Klimatechnik – seit längerem etabliert sind und ihre angestammten Geschäftsfelder jüngst um den Bereich Geothermie erweitert haben.

Die Marktsituation der Geothermie in Deutschland zeichnet sich durch ein dynamisches Wachstum aus. Die Untersuchung zeigt, dass die Metropole Ruhr und NRW Schlüsselstandort für die Branche sind. Marktführende Unternehmen haben ihren Sitz im Untersuchungsgebiet und profitieren besonders von dieser Entwicklung.

Demnach beurteilen etwa 60% der befragten Unternehmen die aktuelle Geschäftslage im Geothermiesektor positiv. Noch günstiger als die gegenwärtige Lage schätzen die Firmen die Geschäftsaussichten ein. Etwa 80 % der Unternehmen gehen davon aus, dass sich das Geschäftsfeld Geothermie im Zeitraum 2009/10 positiv entwickeln wird.

Bei der oberflächennahen Geothermie decken zwei große Wärmepumpenhersteller aus der Region (Vaillant, Waterkotte) ca. 25% des gesamten deutschen Marktvolumens ab. Der europäische Wärmepumpenmarkt wuchs zuletzt um 8% (2007 zu 2006); im Vergleich dazu standen die Hersteller aus der Region mit ca. 40% Wachstumsanteil überproportional gut da. Für das Jahr 2008 erwarten diese noch einmal einen Wachstumssprung in der Wärmepumpenproduktion von 30% gegenüber 2007.

Im Maschinenbau kommen 75% der deutschen Bohranlagen für die oberflächennahe Geothermie aus der Region. Auch auf zahlreichen internationalen Märkten gehören die in NRW ansässigen Bohrgeräte-Hersteller zu den Marktführern. Entsprechend strukturiert ist die Zulieferindustrie (z.B. Pumpentechnik).

Zwar spielt NRW bislang in der Nutzung der Tiefengeothermie noch keine Rolle; jedoch kommt den dort ansässigen Unternehmen eine erhebliche Bedeutung zu. Einige der wichtigsten Marktteilnehmer bei der Planung, Exploration, Errichtung, Anlagenbau, Komponentenlieferung und Betrieb für tiefengeothermische Anlagen haben ihren Sitz und / oder ihre Produktionsstandorte in NRW (z.B. Evonik, Hochtief, Daldrup, DMT, Balcke-Dürr, Wirth, ENRO, E.ON). Für den Wirtschaftsstandort NRW hat diese Struktur aus arbeitsmarkt- und technologiepolitischer Sicht eine größere Relevanz als ein günstiges geothermisches Regime. Neben den genannten Großunternehmen gibt es eine größere Anzahl kleiner und mittlerer Unternehmen mit Nischencharakter.

In Zukunft ergeben sich weitere Marktchancen für die Geothermie möglicherweise im Umfeld der Steinkohleindustrie. Dies reicht von der Nutzung der bergbaulichen Infrastruktur (einschließlich Grubenwasser) bis hin zu neuen Märkten für bisher im Kohlebergbau tätigen Unternehmen und Lieferanten. Die Erschließung dieses Marktes erfordert jedoch ein wirtschaftspolitisches Gesamtkonzept für die Region. Generell lassen die Ergebnisse den Schluss zu, dass sich der Geothermiemarkt gegenwärtig auf einem Wachstumspfad befindet, der sich aus Sicht der Unternehmen aus der Metropole Ruhr auch mittelfristig fortsetzen wird.

Die Branche schafft in der Region nebst Umland etwa 4.000 bis 5.000 Arbeitsplätze; unberücksichtigt sind Substitutionsarbeitsplätze im Installationsgewerbe (z.B. Geothermie für Öl). Knapp zwei Drittel der Unternehmen gehen davon aus, dass sie entweder noch in diesem Jahr und/oder den beiden kommenden Jahren neue Mitarbeiter(innen) im Geschäftsfeld Geothermie einstellen werden. Wesentliche Voraussetzung für die Schaffung von zusätzlichen Arbeitsplätzen ist neben der Einstellungsbereitschaft der Unternehmen die Verfügbarkeit von geeignet qualifizierten Bewerbern. Knapp die Hälfte der Unternehmen gab an, dass sich die Mitarbeiterfindung für das Geschäftsfeld Geothermie momentan schwierig gestaltet.

Besonders problematisch scheint die Situation im Bohrgewerbe zu sein, derjenigen Branche, die nach den Ergebnissen der vorliegenden Studie den höchsten Personalbedarf aufweist. Von den 15 Bohrunter­nehmen, die sich an der Studie beteiligten, berichteten 12 Firmen über Probleme bei der Personalgewinnung. Eine besonders große Diskrepanz zwischen Nachfrage und Verfügbarkeit scheint dabei insbesondere im Bereich der Facharbeiter (z.B. Bohrgeräteführer, Brunnenbauer) zu bestehen. Dieser Schluss lässt sich aus der Tatsache ziehen, dass zwei Drittel der Bohrunternehmen auf einen bestehenden Fachkräftemangel in diesem Bereich hinwiesen.

Trotz der insgesamt sehr positiven Markteinschätzung sehen die befragten Unternehmen auch Barrieren, die ihre Aktivitäten im Geschäftsfeld Geothermie behindern. Als Haupthemmnisse werden die ungenügende Kommunikation bzw. der zu geringe Bekanntheitsgrad der Geothermie bei Bauwilligen und Planern, die vergleichsweise hohen Kosten für die Errichtung von Geothermieanlagen sowie die regional unterschiedlichen Genehmi­gungsanforderungen genannt. Die befragten Unternehmen äußern in diesem Zusammenhang den Wunsch nach einer intensiveren Öffentlichkeitsarbeit für den Energieträger Erdwärme, nach verstärkter Forschung und Entwicklung zur Senkung der Kosten für Planung, Bau und Betrieb von geothermischen Energiesystemen und nach einer Vereinheitlichung der rechtlichen Regelungen für die Genehmigung von Geothermieanlagen.

Zusätzliche Information

Wertschöpfungskette Oberflächennahe Geothermie
Wertschöpfungskette Tiefe Geothermie (I)
Wertschöpfungskette Tiefe Geothermie (Blatt II)
PDF-Dokument

Datum: 18.04.2008
Größe: 1.7 MB

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