Das Forschungsprojekt GeoSpeicher.bw
Abwärme im Boden zwischenspeichern und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abrufen: So lautet das Ziel des Projekts GeoSpeicher.bw, das das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniert. Dabei stehen konkrete Projekte wie die Nutzung der Abwärme eines Schwimmbads, die Kälte- und Wärmeversorgung eines Klinikums oder auch für das Elefantenhaus der Wilhelma in Stuttgart auf dem Plan. Das Umweltministerium Baden-Württembergs bewilligte rund 880.000 €, um an acht Standorten das Potential der geothermischen Wärmespeicherung wissenschaftlich zu bewerten.
Aquiferspeichernutzung
Aquiferspeicher sind wasserführende Schichten im Untergrund, in denen das Wasser nicht oder kaum fließt – die Wärme also vor Ort bleibt. In Deutschland gibt es bisher nur drei Standorte mit geothermischer Energiespeicherung in Grundwasserleitern. So verfügt das Reichstagsgebäude in Berlin über mehrere Aquiferspeicher, die das Gebäude mit Wärme im Winter und Kälte im Sommer versorgt. Hamburg plant einen Aquiferwärmespeicher, der in Zukunft über 250.000 Haushalte und Gewerbebetriebe warm durch den Winter bringen soll. Aquifere werden durch Bohrungen erschlossen, um mit der Abwärme von Industrieanlagen oder Solarwärme das Wasser im Untergrund aufzuheizen. Das umgebende Gestein wirkt dabei als Isolator. Die eingespeicherte Wärme kann dann über Wärmetauscher bei Bedarf wieder abgerufen werden. „In Baden-Württemberg gibt es bis zum heutigen Zeitpunkt keinen Aquiferspeicher, obwohl der Untergrund in zahlreichen Gebieten gut bis sehr gut zur Energiespeicherung geeignet ist“, stellt Prof. Philipp Blum vom Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT fest.
Geplantes Aquifer
Ein solches System ist für die anfallende überschüssige Wärme eines großen Schwimm- und Erlebnisbads in Hockenheim geplant. Die Kellerräume sind hier aufgrund des Wärmenetzes sowie der Abwärme technischer Anlagen ganzjährig auf über 30 °C aufgeheizt. Diese überschüssige Wärme soll nun während der Sommermonate in einem Grundwasserleiter gespeichert werden, um dann im Winter wieder zur Verfügung zu stehen. Wissenschaftler des KIT begleiten das Vorhaben und entwickeln ein maßgeschneidertes Monitoring- und Speicherkonzept.
Abwasserspeicher
Auch Abwasserkanäle oder Tunnelsysteme eignen sich als Wärme- oder Kältespeicher. „Die Tunnelgeothermie zur Heizung, Kühlung und Wärmespeicherung ist für das zukünftige Elefantenhaus der Wilhelma in Stuttgart geplant“, erläutert Prof. Blum, Koordinator des Forschungsvorhabens GeoSpeicher.bw. Auch das neue Stadtmuseum Stuttgart wird künftig dank Abwasserwärme und -kälte energieeffizient aufgestellt sein. Im Rahmen von Promotionsarbeiten wird hierbei u.a. die Einbindung von röhrenförmigen Erdwärmeabsorbern in ein Wärme-„Smart Grid“ untersucht oder auch die Systemintegration geothermischer Anlagen in ein bestehendes Gebäude- und Energiekonzept.
Acht Geothermie-Projekte in Baden-Württemberg werden in den nächsten drei Jahren unter Federführung des KIT wissenschaftlich begleitet. Im Projekt GeoSpeicher.bw arbeiten Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie mit den Universitäten Heidelberg und Stuttgart sowie den Hochschulen Biberach und Offenburg zusammen.
