GeoHub - Nachhaltiges Wärmemanagement von oberflächennaher Geothermie im urbanen Umfeld

Ausgangssituation/Motivation

Um politisch verbindliche Ziele zur Minderung des Klimawandels einzuhalten, müssen alle Anwendungen erneuerbarer Technologien gebündelt und großflächig, speziell im urbanen Umfeld umgesetzt werden. Die Dekarbonisierung ist jedoch im dicht besiedelten Bereich durch begrenzte Solarenergieflächen geprägt. Erdwärmesonden in Kombination mit Wärmepumpen in Kombination mit weiteren erneuerbaren bzw. nachhaltigen Energiequellen zählen hier zu den zentralen Technologien für die nachhaltige Energieversorgung von klimaneutralen Städten.

Erfahrungen aus der Praxis zeigen, dass für die oberflächennahe Geothermie in multivalenten Wärme- und Kälteanwendungen im urbanen Raum es jedoch keine oder nur sehr vereinfachende Auslegungs- sowie Betriebsstrategien gibt, was den Einsatz und die genaue Konfiguration einschränken. Es braucht ein Öffnen von Planungs- und Betriebsprozessen und das Erproben von neuen Lösungsansätzen im realen Kontext.

Inhalte und Zielsetzungen

Um die Potentiale bestehender und zukünftiger Geothermieanlagen besser auszuschöpfen und vor allem eine nachhaltige Nutzung zu ermöglichen, soll die Lücke zwischen Planung und Betriebsführung geschlossen werden. Ziel ist es

1. durch Verschmelzung von geothermischen und hydrologischen Rahmenbedingungen sowie aktuellen Zustandskarten (Informationen zu Bestandsanwendungen) entsprechende Planungs- und Bewertungsinstrumente für Geothermiefelder zu etablieren.
2. Die Entwicklung eines integrativen thermischen Untergrundmanagements mit nachhaltigen, adaptiven und prädiktiven Bewirtschaftungsstrategien unter Berücksichtigung von thermischen Summationseffekten, sowie
3. die Überführung in einem digitalen Zwilling der für den Echtzeit-Betrieb konzipiert wird.
4. Gleichzeitig werden verbesserte Integrationskonzepte von Geothermie für multivalente Wärme- und Kälteanwendungen erarbeitet und Nachweise auf Basis von techno-ökonomischen Studien, sowie pilothafte Anwendung der entwickelten Strategien und Prozessabläufe an Modellquartieren erbracht.

Methodische Vorgehensweise

Im Projekt werden Lösungen entwickelt um die Ressource Erdwärme in Stadtgebieten bestmöglich unter den Gesichtspunkten Klimaschutz, Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung über den gesamten Lebenszyklus bewirtschaften. Mittels eines virtuellen Abbilds der Realität mit dem Geothermiefeld als zentrale Energiedrehscheibe sollen nachhaltige adaptive und prädiktive Bewirtschaftungsstrategien erarbeitet und an Modellquartieren erprobet werden.

Weiters werden Werkzeuge für die Planung von Geothermieanlagen erarbeitet, die die Potentiale der adaptiven Bewirtschaftung und ein optimiertes Systemdesign aufzeigen, für Fachplaner:innen zugänglich machen und damit eine schnellere und replizierbare Umsetzung sichern.

Erwartete Ergebnisse

Die entwickelten Methoden sollen zukünftig eine fortschrittliche Geothermieplanung ermöglichen und zentraler Teil der Anlagenplanung und des Betriebs sein und weiters dazu beitragen, die technische und wirtschaftliche Kapazität bestehender und neuer Geothermieanlagen zu erhöhen.

Projektleitung

AEE - Institut für Nachhaltige Technologien

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• GeoSphere Austria - Bundesanstalt für Geologie, Geophysik, Klimatologie und Meteorologie
• BCE Beyond Carbon Energy Holding GmbH
• Kieback&Peter Regeltechnik GmbH

Thomas Ramschak
Feldgasse 19
A-8200 Gleisdorf
Tel.: +43 (3112) 5886-225
E-Mail: t.ramschak@aee.at
Web: www.aee-intec.at