GEOTHERMIE: FORSCHUNG ZWEISCHICHTVERFAHREN

Untersuchung der Machbarkeit des Zweischicht- verfahrens zum Aufbau einer netzgebundenen Wärmeversorgung in bestehenden dezentralen Infrastrukturen im Norddeutschen Becken

Das aktuelle Vorhaben (gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Förderkennzeichen 0325247) widmet sich im Anschluss bzw. in Erweiterung der positiven Ergebnisse des vorangegangenen Forschungsprojektes „Kaiserbäder Usedom-Untersuchungen zur Grundlastwärmeversorgung aus hydrothermaler Geothermie “ der weiteren Detaillierung der Beurteilung der Machbarkeit des Zweischicht-Verfahrens. Dabei liegt der Fokus klar auf den Möglichkeiten zur Einbindung der auf diese Weise verfügbar gemachten Wärme, vor allem in Bezug auf die Errichtung und Optimierung eines entsprechend benötigten Niedertemperaturnetzes.

Zur Beantwortung der entsprechenden komplexen Fragestellungen wird eine Simulation anhand eines Beispielnetzes durchgeführt. Die Untersuchungen werden so durchgeführt, dass nur der Grundbedarf der Abnehmer von zentraler Stelle aus bedient wird. Unterschiedliche Qualitätsanforderungen jedes einzelnen Abnehmers sind Gegenstand zielgenau wirkender dezentraler Systeme. Dies vermeidet z. B., dass wegen ungünstiger Bedarfsparameter des Einzelnen das gesamte Netz entsprechend ineffizient gefahren werden muss.

Die unterschiedlichen Qualitätsanforderungen der Abnehmer ergeben sich aus der Verschiedenartigkeit der eingebauten bzw. zukünftig geplanten Gebäudeheizungen und Warmwasserbereitungen sowie den jeweiligen Vorstellungen der Eigentümer über Demontage oder Weiterbetrieb bestehender Anlagen zum Zweck der Spitzenlastdeckung bzw. als Versorgungsreserve.

Abb.: Anforderungen und Struktur von Abnehmern in einer bestehenden dezentralen Infrastruktur zur Wärmeversorgung

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes werden, ausgehend von der Charakteristik der Wärmequelle und unter Einbeziehung eventuell notwendiger Zusatzanlagen wie Wärmepumpe, Spitzenkessel etc., umfangreiche Simulationen für verschiedene Verteilungsszenarien mit und ohne Zwischenspeicher durchgeführt, um die größtmögliche Auslastung der geothermischen Dubletten im Zweischichtverfahren mit maximaler Effizienz des Gesamtsystems zu gewährleisten.

Das langfristige Ziel ist die Erarbeitung eines generellen Planungs-/Methodikschemas zur ganzheitlichen Bewertung von dezentralen geothermischen Wärmeversorgungsprojekten überall dort, wo ähnliche geologische Bedingungen herrschen und wo mit Hilfe der Erkenntnisse zum Netzbetrieb schnell und kostengünstig eine Aussage zur effizienten Verbindung von Wärmequellen und -senken in der jeweils bereits bestehenden dezentralen Netzinfrastruktur getroffen werden kann.

Mit den zu erwartenden Ergebnissen wird für die oben beschriebenen Standorte in der Konsequenz eine neue Option für die künftige (Wärme-)Energieversorgung geschaffen. Gleichzeitig wird das Lagerstättenmanagement bei paralleler Investitionsreduzierung optimiert.
Nicht zuletzt betrifft der gesamte Themenbereich der Optimierung des Netzbetriebs im Zweischichtverfahren auch in Ergänzung mit Wärmepumpe(n) und Speicherkonzepten die aktuellen Fragen im Zusammenhang mit der Einbindung und Nutzung geothermischer Wärme in lokale Versorgungssysteme.