: Potenzial geothermischer Wärmespeicherung optimieren

21.01.2017 – Das Speichern von sommerlicher Wärme oder der Abwärme von Industrieanlagen in unterirdischen, wasserführenden Schichten, sogenannten Aquiferen, ist etwa in den Niederlanden weit verbreitet und bereits an 1.800 Standorten in Projekten realisiert worden, berichtet das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Koordinator des Projekts GeoSpeicher.bw. In Deutschland gibt es dagegen kaum Standorte mit geothermischer Energiespeicherung in Grundwasserleitern. Einer davon ist das Reichstagsgebäude in Berlin, das über mehrere Aquiferspeicher mit Wärme im Winter und Kälte im Sommer versorgt wird.

Aquiferspeicher sind wasserführende Schichten im Boden, in denen das Wasser nicht oder kaum fließt und damit die Wärme nicht abtransportiert wird. Sie werden durch Bohrungen erschlossen, um mit der Abwärme von Industrieanlagen oder Solarwärme das Wasser im Untergrund aufzuheizen. Das umgebende Gestein wirkt dabei wie eine gut dämmende Schicht. Die gespeicherte Wärme kann bei Bedarf über Wärmetauscher wieder abgerufen werden.

Hamburg hat viel heiße Luft – und will sie nutzen

Überschüssige und nicht genutzte Wärme ist in Hamburg wie in den meisten Städten reichlich vorhanden Auch Hamburg plant zurzeit einen riesigen Aquiferwärmespeicher, der nicht nur ein Haus oder eine Siedlung, sondern gleich über eine Viertelmillion Haushalte und Gewerbebetriebe mit gespeicherter Wärme den kalten Winter hindurch versorgen soll. Dazu soll Abwärme aus verschiedensten Quellen genutzt werden – etwa aus der Müllverbrennung, Abwärme aus der Industrie, Rechenzentren und Kühlhäusern, aus einem Gasheizwerk, auch Biomasse und Solarwärme können dazukommen. Zudem könnte man noch die Wärme der ohnehin unnatürlich aufgeheizten Elbe mit nutzen. Das Hamburg-Institut hat eine Studie dazu erstellt, wie die Erneuerbaren Energien im neuen Fernwärmenetz Hamburg am besten genutzt werden könnten.

Innovative Projekte geothermischer Speicherung am Start

Im Ländle hinkt man der Speicherung von Sommer- und Abwärme noch hinterher, „obwohl der Untergrund in zahlreichen Gebieten gut bis sehr gut zur Energiespeicherung geeignet ist“, erläutert Prof. Philipp Blum vom Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT.

Das soll sich ändern. Ein Aquiferspeicher ist nun 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 Grad Celsius aufgeheizt. Diese überschüssige Wärme soll nun während der Sommermonate in einem Grundwasserleiter gespeichert werden, so ist es geplant, um dann im Winter wieder zur Verfügung zu stehen. Wissenschaftler des KIT entwickeln für das Projekt ein maßgeschneidertes und innovatives Monitoring- und Speicherkonzept.

Nutzbare Abwärme ist fast überall

Insgesamt acht Geothermie-Projekte in Baden-Württemberg werden in den kommenden drei Jahren unter Federführung des KIT wissenschaftlich ausgewertet und begleitet. Für das zukünftige Elefantenhaus der Wilhelma in Stuttgart soll die sog. Tunnelgeothermie zur Heizung, Kühlung und Wärmespeicherung zum Einsatz kommen“, erklärt Blum, der das Forschungsvorhabens GeoSpeicher.bw koordiniert. Denn auch Abwasserkanäle oder Tunnelsysteme eignen sich ganz hervorragend als Wärme- oder Kältespeicher. Deutschlands Untergrund bietet noch viel Speicherplatz – und gerade die kostengünstige Speicherung von Wärme ist ein entscheidender Beitrag zur Energie- und Wärmewende. na