UFZ-Newsletter Dezember 2014

6 UFz-Newsletter | Dezember 2014 Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ UFz-Ansprechpartner: Dr. Thomas Vienken Dept. monitoring- und erkundungs- technologien e-mail: thomas.vienken@ufz.de ten Nullpunkt bei -273,15°C aus betrachtet, beginnt die „erwärmung“ bereits dann, wenn der Gehalt an energie zunimmt. In Tempe- raturen um 10°C steckt also jede menge energie, die vor allem aus der Sonnenein- strahlung stammt. Um diese abzuschöpfen, wird durch unterirdische Rohrleitungssyste- me eine kühle Flüssigkeit gepumpt, die dem umgebenden Boden die Wärme entzieht und nach oben ins Haus leitet. Rund 318.000 Gebäude werden in Deutsch- land bereits so mit Wärmeenergie versorgt. Aus geologischer Sicht ist beinahe auch jedes Grundstück geeignet, um darunter Wärme oder Kälte zu erzeugen und zu speichern – wenn auch zu unterschiedlichen wirtschaftlichen und technischen Bedingun- gen. Die gilt es zu optimieren. So ist es in der Praxis aus Kostengründen derzeit üblich, geothermische Anlagen vor allem anhand von Literaturangaben und geologischen Karten zu dimensionieren. Diese Planungs- grundlagen sind jedoch nach meinung der Wissenschaftler viel zu grob, da sich der Un- tergrund innerhalb weniger meter in seinen eigenschaften deutlich unterscheiden kann: Wie wechseln sich Ton- und Sandschichten ab und wie gut leiten sie die Wärme zu den Rohrsystemen? Wie stark verändert ein Wärmeentzug die Temperatur des Bodens? Könnten sich dadurch an dieser Stelle Gefahren für das Grundwasser ergeben? Die Wissenschaftler um Thomas Vienken arbeiten daher an einem Konzept, das alle maßnahmen umfasst, um die Gegebenheiten Ratternd gräbt sich das dünne Stahlgestänge Stück für Stück in den Untergrund. Bis zu 25 meter tief. An der Spitze eine Sonde, die an dieser Stelle die elektrische Leitfähigkeit unter der erdoberfläche messen soll. „Um zu erkennen, wie der Boden hier in seinen Ge- steinsschichten aufgebaut ist und um später auch anhand weiterer messungen berechnen zu können, wie viel energie er uns liefern kann“, erklärt Dr. Thomas Vienken. Der Geo- loge steht in einer neuen einfamilienhaus- siedlung in Taucha, einer Kleinstadt vor den Toren Leipzigs, in der sich mehrere Haushalte mit energie aus der erde versorgen. einer klimafreundlichen Ressource, die sowohl unabhängig von Wetter und Tageszeiten als auch fossilen Rohstoffen wie erdöl oder erdgas ist. „Wenn wir über die energiewen- de sprechen, denken wir oft nur an Strom aus erneuerbaren energien – an Windkraft, Wasserkraft oder Photovoltaik“, sagt der UFz-Wissenschaftler. Aber energiewende müsse auch Wärmewende heißen. „Denn wir verbrauchen in Deutschland mehr als ein Drittel der energie, um Häuser zu heizen, zu kühlen oder warmes Wasser zu bereiten.“ Den Untergrund nahe der erdoberfläche dafür zu nutzen, hätte großes Potenzial. Anders als die Tiefengeothermie, die die energie aus dem erdkern in bis zu 5.000 metern Tiefe abzapft, greift die flache Geo- thermie nur auf die Wärme nahe der erd- oberfläche zu. mit kühlen 10-12°C sind die Temperaturen dort zwar relativ niedrig. Aber „Wärme“ ist ein relativer Begriff. Vom absolu- vor Ort genauestens erkunden und die Geo- thermieanlagen optimieren zu können. Ist das Fleckchen erde in all seinen Fein- heiten bekannt, können nicht nur mögliche Auswirkungen auf die Umwelt abgeschätzt, sondern auch Gelder und Ressourcen einge- spart werden. etwa bei der Länge der unter- irdischen Rohrsysteme. Denn um auf Num- mer sicher zu gehen, werden häufig deutlich mehr Rohrmeter installiert, als tatsächlich notwendig. Für ein Wohngebiet kann so bereits ein zuviel von 10 Prozent mehrere 10.000 euro mehrkosten bedeuten. Und na- türlich gilt: Je weniger Rohrsystem im Boden, desto weniger Rohstoffverbrauch und desto schonender für die Umwelt. „Wir plädieren außerdem dafür, Baugebiete möglichst gemeinschaftlich geothermisch zu erschlie- ßen.“ Dann würden sich die Kosten für eine detailliertere erkundung auf viele Beteiligte splitten und sie könnte im besten Falle gleich in die reguläre erschließung einge- bunden werden. „All das wollen wir hier an unserem modellstandort in Taucha gerade optimieren“, so Vienken und lässt den Blick über die Fläche schweifen. „ein Schritt wei- ter auf dem Weg zur Wärme-energiewende.“ Verena Müller Der geologe Thomas Vienken arbeitet mit seinen Kollegen an einem Konzept, das die Nut- zung der flachen geothermie optimieren soll. Moderne Technik zur sondierung des Untergrun- des spielt dabei eine entscheidende Rolle. (Foto: André Künzelmann/UFZ) Der geologe Thomas Vienken arbeitet mit seinen Kollegen an einem Konzept, das die Nut- zung der flachen geothermie optimieren soll. Moderne Technik zur sondierung des Untergrun- des spielt dabei eine entscheidende Rolle. (Foto: André Künzelmann/UFZ) eNerGie ZU UNSereN FüSSeN

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