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Ressourcenschutz, Energiewende: Geothermische Wärmespeicher umweltverträglich nutzen

Ermittlung und Bewertung thermischer Veränderungen im Grundwasser

Unterirdische thermische Energiespeicher (UTES) und geothermische Speicher (GTS) können die Energiewende nachhaltig unterstützen. Die gespeicherte Energie kann sich selbstverständlich auf das Grundwasser und die Qualität von Grundwasserkörpern auswirken.

Für das Umweltbundesamt durften wir in den letzten Jahren die Effekte ermitteln und bewerten, die durch eine thermische Veränderung im Grundwasser hervorgerufen werden können. Hieraus haben wir thermische Geringfügigkeitsschwellen (T-GFS) zur umweltverträglichen, thermischen Bewirtschaftung des Grundwassers abgeleitet. Der Fokus unserer Untersuchungen lag auf dem Schutz unlasteter Süßwasser-Aquifere in natürlichem Zustand.

Wir danken dem Umweltbundesamt und dem Autorenteam von AKVO und BGD Ecosax für die exzellente Zusammenarbeit bei diesem ambitionierten Forschungsvorhaben und dem Umweltbundesamt für die Freigabe dieser Veröffentlichung.

 

Kurzbeschreibung: Umweltverträgliche Nutzung geothermischer Wärmespeicher

Um den fossilen Energieverbrauch zu reduzieren, sind unterirdische thermische Energiespeicher (UTES), auch Geothermische Wärmespeicher (GTS) genannt, ein Baustein in der Transformation der Wärmeversorgung und Kühlung. Die Speisung solcher Speicher soll über erneuerbare Energieträger und anderweitige Abwärme erfolgen. Das Grundwasser wird dabei thermisch beeinflusst.

Der thermische Auswirkungsraum von UTES wurde mit numerischen Simulationen zur saisonalen Pufferung und Wärmespeicherung, zur Gebäudeklimatisierung und zur Nutzung von Überschussstrom (Power-to-Heat) systematisch untersucht und veranschaulicht. Auswirkungen von Temperaturänderung auf hydro- und geochemische Prozesse und die Grundwasserökologie wurden unter Einbeziehung umfangreich recherchierter Fachliteratur untersucht.

In sauerstoffreichen (oxischen) Süßwasser-Aquiferen im Lockergestein bedingt die hohe Temperaturempfindlichkeit der Grundwasserfauna zu ihrem vorsorglichen Schutz und zur Aufrechterhaltung ihrer Ökosystemleistungen engere Temperaturschwellen, um Auswirkungengeringfügig zu halten. Weniger restriktive Temperaturgrenzen sind für sauerstoffarme (anoxische) Aquifere ableitbar, in denen sich ein Mikrobiom flexibler an Veränderungen von Wassertemperatur und -beschaffenheit anpassen kann.

Mit den abgeleiteten thermischen Geringfügigkeitsschwellen ist eine nachhaltige Bewirtschaftung des Grundwassers auch mit geothermischen Wärmespeichern möglich. Die aufgezeigten Beispiele erleichtern involvierten Planern und Fachleuten im Bereich Geologie, Hydrogeologie, Grundwasserökologie, Geothermie sowie in Behörden eine Abschätzung der thermischen Geringfügigkeit. Thermische Geringfügigkeit bedeutet, dass durch die Nutzung geothermischer Speicher keine nachteiligen Umweltauswirkungen für das Grundwasser bestehen.

Umweltverträgliche Nutzung geothermischer Wärmespeicher (Aquiferspeicher) - Ermittlung und Bewertung thermischer Veränderungen im Grundwasser

Umweltverträgliche Nutzung geothermischer Wärmespeicher (Aquiferspeicher) - Ermittlung und Bewertung thermischer Veränderungen im Grundwasser


Veranstaltungen, Vorträge, Messen

Ressourcenschutz, Energiewende: Geothermische Wärmespeicher umweltverträglich nutzen

Ermittlung und Bewertung thermischer Veränderungen im Grundwasser

Unterirdische thermische Energiespeicher (UTES) und geothermische Speicher (GTS) können die Energiewende nachhaltig unterstützen. Die gespeicherte Energie kann sich selbstverständlich auf das Grundwasser und die Qualität von Grundwasserkörpern auswirken.

Für das Umweltbundesamt durften wir in den letzten Jahren die Effekte ermitteln und bewerten, die durch eine thermische Veränderung im Grundwasser hervorgerufen werden können. Hieraus haben wir thermische Geringfügigkeitsschwellen (T-GFS) zur umweltverträglichen, thermischen Bewirtschaftung des Grundwassers abgeleitet. Der Fokus unserer Untersuchungen lag auf dem Schutz unlasteter Süßwasser-Aquifere in natürlichem Zustand.

Wir danken dem Umweltbundesamt und dem Autorenteam von AKVO und BGD Ecosax für die exzellente Zusammenarbeit bei diesem ambitionierten Forschungsvorhaben und dem Umweltbundesamt für die Freigabe dieser Veröffentlichung.

 

Kurzbeschreibung: Umweltverträgliche Nutzung geothermischer Wärmespeicher

Um den fossilen Energieverbrauch zu reduzieren, sind unterirdische thermische Energiespeicher (UTES), auch Geothermische Wärmespeicher (GTS) genannt, ein Baustein in der Transformation der Wärmeversorgung und Kühlung. Die Speisung solcher Speicher soll über erneuerbare Energieträger und anderweitige Abwärme erfolgen. Das Grundwasser wird dabei thermisch beeinflusst.

Der thermische Auswirkungsraum von UTES wurde mit numerischen Simulationen zur saisonalen Pufferung und Wärmespeicherung, zur Gebäudeklimatisierung und zur Nutzung von Überschussstrom (Power-to-Heat) systematisch untersucht und veranschaulicht. Auswirkungen von Temperaturänderung auf hydro- und geochemische Prozesse und die Grundwasserökologie wurden unter Einbeziehung umfangreich recherchierter Fachliteratur untersucht.

In sauerstoffreichen (oxischen) Süßwasser-Aquiferen im Lockergestein bedingt die hohe Temperaturempfindlichkeit der Grundwasserfauna zu ihrem vorsorglichen Schutz und zur Aufrechterhaltung ihrer Ökosystemleistungen engere Temperaturschwellen, um Auswirkungengeringfügig zu halten. Weniger restriktive Temperaturgrenzen sind für sauerstoffarme (anoxische) Aquifere ableitbar, in denen sich ein Mikrobiom flexibler an Veränderungen von Wassertemperatur und -beschaffenheit anpassen kann.

Mit den abgeleiteten thermischen Geringfügigkeitsschwellen ist eine nachhaltige Bewirtschaftung des Grundwassers auch mit geothermischen Wärmespeichern möglich. Die aufgezeigten Beispiele erleichtern involvierten Planern und Fachleuten im Bereich Geologie, Hydrogeologie, Grundwasserökologie, Geothermie sowie in Behörden eine Abschätzung der thermischen Geringfügigkeit. Thermische Geringfügigkeit bedeutet, dass durch die Nutzung geothermischer Speicher keine nachteiligen Umweltauswirkungen für das Grundwasser bestehen.

Umweltverträgliche Nutzung geothermischer Wärmespeicher (Aquiferspeicher) - Ermittlung und Bewertung thermischer Veränderungen im Grundwasser

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Ermittlung und Bewertung thermischer Veränderungen im Grundwasser

Unterirdische thermische Energiespeicher (UTES) und geothermische Speicher (GTS) können die Energiewende nachhaltig unterstützen. Die gespeicherte Energie kann sich selbstverständlich auf das Grundwasser und die Qualität von Grundwasserkörpern auswirken.

Für das Umweltbundesamt durften wir in den letzten Jahren die Effekte ermitteln und bewerten, die durch eine thermische Veränderung im Grundwasser hervorgerufen werden können. Hieraus haben wir thermische Geringfügigkeitsschwellen (T-GFS) zur umweltverträglichen, thermischen Bewirtschaftung des Grundwassers abgeleitet. Der Fokus unserer Untersuchungen lag auf dem Schutz unlasteter Süßwasser-Aquifere in natürlichem Zustand.

Wir danken dem Umweltbundesamt und dem Autorenteam von AKVO und BGD Ecosax für die exzellente Zusammenarbeit bei diesem ambitionierten Forschungsvorhaben und dem Umweltbundesamt für die Freigabe dieser Veröffentlichung.

 

Kurzbeschreibung: Umweltverträgliche Nutzung geothermischer Wärmespeicher

Um den fossilen Energieverbrauch zu reduzieren, sind unterirdische thermische Energiespeicher (UTES), auch Geothermische Wärmespeicher (GTS) genannt, ein Baustein in der Transformation der Wärmeversorgung und Kühlung. Die Speisung solcher Speicher soll über erneuerbare Energieträger und anderweitige Abwärme erfolgen. Das Grundwasser wird dabei thermisch beeinflusst.

Der thermische Auswirkungsraum von UTES wurde mit numerischen Simulationen zur saisonalen Pufferung und Wärmespeicherung, zur Gebäudeklimatisierung und zur Nutzung von Überschussstrom (Power-to-Heat) systematisch untersucht und veranschaulicht. Auswirkungen von Temperaturänderung auf hydro- und geochemische Prozesse und die Grundwasserökologie wurden unter Einbeziehung umfangreich recherchierter Fachliteratur untersucht.

In sauerstoffreichen (oxischen) Süßwasser-Aquiferen im Lockergestein bedingt die hohe Temperaturempfindlichkeit der Grundwasserfauna zu ihrem vorsorglichen Schutz und zur Aufrechterhaltung ihrer Ökosystemleistungen engere Temperaturschwellen, um Auswirkungengeringfügig zu halten. Weniger restriktive Temperaturgrenzen sind für sauerstoffarme (anoxische) Aquifere ableitbar, in denen sich ein Mikrobiom flexibler an Veränderungen von Wassertemperatur und -beschaffenheit anpassen kann.

Mit den abgeleiteten thermischen Geringfügigkeitsschwellen ist eine nachhaltige Bewirtschaftung des Grundwassers auch mit geothermischen Wärmespeichern möglich. Die aufgezeigten Beispiele erleichtern involvierten Planern und Fachleuten im Bereich Geologie, Hydrogeologie, Grundwasserökologie, Geothermie sowie in Behörden eine Abschätzung der thermischen Geringfügigkeit. Thermische Geringfügigkeit bedeutet, dass durch die Nutzung geothermischer Speicher keine nachteiligen Umweltauswirkungen für das Grundwasser bestehen.

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