Entwicklung von Strategien für die ökologisch und ökonomisch nachhaltige intensive Nutzung oberflächennaher Geothermie – Fallbeispiel Köln-Junkersdorf

Thomas Vienken1, Manuel Kreck2, Boyan Meng2, Haibing Shao2, Peter Dietrich3
1 Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Hochschule Weihenstephan-Triesdorf
2 Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ
3 Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Universität Tübingen

6.4 in Hydrogeologie in der Praxis

27.03.2020, 10:30-10:45, Händel-Saal

Ein großer Teil des Primärenergiebedarfs geht in Deutschland von der Gebäudebeheizung sowie der Warmwasseraufbereitung aus. In Anbetracht des Anteils von erneuerbarer Energien bei der Erzeugung von Raumwärme im Gebäudesektor von lediglich rund 16 % besteht nach wie vor ein hoher Bedarf beim Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energien insbesondere im Gebäudebestand. Die oberflächennahe Geothermie mit ausgereifter Wärmepumpentechnik stellt eine gute und verfügbare Alternative zur Nutzung fossiler Energieträger im Gebäudesektor und damit zur erfolgreichen Umsetzung der Wärmewende dar. Während die Umweltauswirkungen, d.h. langfristig induzierte Veränderungen der Boden- und Grundwassertemperaturen durch die Nutzung oberflächennaher Geothermie für Einzellösungen gut untersucht sind, besteht großer Forschungsbedarf in Bezug auf die ökologisch und ökonomisch nachhaltige Nutzung oberflächennaher Geothermie auf Quartiersebene.

In einem Wohnquartier mit hoher geothermischer Nutzung in Köln-Junkersdorf wurde daher zunächst eine hydrogeologische Charakterisierung mit Installation von sieben Grundwassertemperaturmessstellen vorgenommen und ein umfangreiches Grundwassertemperaturmonitoring durchgeführt. Damit sollte beispielhaft die Frage geklärt werden, ob es durch die intensive Nutzung oberflächennaher Geothermie zu großskaligen Änderungen der Grundwassertemperaturen kommt und ob diese entsprechend durch Modelle abgebildet werden können. In einem zweiten Schritt sollten dann basierend auf der Modellierung Vorhersagen über die zu erwartenden Temperaturauswirkungen, mögliche gegenseitige Beeinflussungen der Erdwärmesondenanlagen und Auswirkungen auf deren Leistung über eine Nutzungsdauer von 25 Jahren getroffen werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass es gelingt, die wesentlichen induzierten Änderungen der Grundwassertemperaturen räumlich aufgelöst abzubilden und die zu erwartenden Temperaturänderungen und deren Impakt auf den wirtschaftlichen Betrieb der Erdwärmesondenanlagen zu quantifizieren. Diese Herangehensweise dient damit als Grundlage zur Bewertung der Anwendbarkeit oberflächennaher Geothermie im Neubau und Bestand auch unter Berücksichtigung der für die Nutzung oberflächennaher Geothermie zunächst nicht optimalen Bedingungen. Damit kann Betriebssicherheit geschaffen und die Implementierung oberflächennaher Geothermie im Neubau und Bestand auf Quartiersebene wesentlich gefördert werden.  



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