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geomatrix.bw: Teil 2: Prozessmodellierung und Chancenanalyse oberflächennaher Erdwärme in Baden-Württemberg

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Wagner, Valentin; Blum, Philipp

2012

Projektbericht - Abschlussbericht

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Beschreibung

Im 2. Teil des Kooperationsprojekts geomatrix.bw wurden ein Großtank- (Erdwärmesonde im VEGAS-Container) und zwei Feldexperimente mit geothermischen Anlagen (Erdwärmesonde bei Bad Wurzach und Grundwasserwärmepumpe in Kilchberg) mittels unterschiedlicher Simulationsansätze durchgeführt und detailliert untersucht. Hierbei zeigte sich, dass präzise Aussagen über das Wärmetransportverhalten im Untergrund nur getroffen werden können, wenn alle hydraulischen und thermischen Materialparameter sowie die hydraulischen und thermischen Randbedingungen am Standort hinreichend genau bekannt sind. Dies wird besonders ersichtlich, wenn man die Analyseergebnisse aus dem Großtankexperiment mit den Ergebnissen der beiden Feldstandorte vergleicht. Die Versuche im Großtank, die einen gut untersuchten bzw. bekannten Untergrund und ein dichtes Messnetz aufweisen, zeigen hervorragende Übereinstimmungen mit den numerischen Simulationen. Hier kann eine detaillierte 3D-Simulation das Prognosepotenzial im Vergleich zu einfacheren analytischen Modellen erheblich verbessern. Dagegen sieht man an den zwei Feldstandorten (Bad Wurzach und Kilchberg), dass bei fehlenden Informationen eine aufwendige numerische Detailsimulation keine signifikante Verbesserung des Prognosepotenzials birgt.

Als Fazit der durchgeführten Studie und Ergebnisse folgt, dass eine präzise Prognose über die Temperaturausbreitung durch die thermische Nutzung anhand geothermischer Anlagen nur durch die Unterstützung von detaillierten und aufwendigen Felduntersuchungen in Kombination mit Simulationsansätzen zu erfolgreichen und genauen Ergebnissen führt. Folglich kann keine flächenhafte Prognose mithilfe von Tabellenwerken und/oder Übersichtskarten für Baden-Württemberg erfolgen, sondern es sollte immer eine standortspezifische Einzelfalluntersuchung durchgeführt werden.