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Machbarkeitsstudie zur Kopplung solarthermischer Nahwärme mit einem tiefen Geothermalen Energiespeicher (GtES) in Baden-Württemberg

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Jägle, Martin; Stober, Ingrid; Meixner, Jörg; Kohl, Thomas

2018

Projektbericht - Abschlussbericht

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Beschreibung

Ziel des Projektes war es, Aquiferspeicher in geologische Modelle zu integrieren und Simulationswerkzeuge für deren Planung und Betrieb zu erarbeiten und zu testen. Mit diesen soll es möglich sein, wesentliche Betriebsparameter wie Speicherleistung, Speicherkapazität, Betriebsdrücke und Temperaturverläufe abhängig vom bisherigen Betriebsverlauf zu berechnen. Solche Modelle erlauben nicht nur eine verbesserte Planung dieser Speicher, sie sind auch erforderlich für einen effizienten und vorausschauenden Betrieb eines Aquiferspeichers, indem ein ständig durch reale Betriebsdaten aktualisiertes digitales Abbild ("digital twin") Prognosen über zu erwartende Entnahmeleistungen und Speicherfüllstände erlaubt. Etwaige weitere Energiequellen im Verbund, wie zum Beispiel Blockheizkraftwerke, Müllverbrennungsanlagen oder industrielle Abwärme können so vorausschauend zugeschaltet werden. Aufgrund der hohen Speicherkapazität und Leistungen beim Abrufen und Einspeichern der Wärme ist ein Aquiferspeicher nur sinnvoll in Verbindung mit einem Nah‐ oder Fernwärmenetz. Weiterhin eignet er sich aufgrund potentiell langer Speicherzeiten hervorragend als Saisonalspeicher.

Im Vergleich zu obertägigen Wärmespeichern sind Aquiferspeicher besonders durch ihre geringen energetischen Verluste und ihre großen Speichervolumina gekennzeichnet. Geothermische Aquiferspeicher haben demnach ein großes Potenzial, in Zukunft einen signifikanten Beitrag für eine nachhaltige Primärenergieversorgung in Deutschland bzw. Baden‐Württemberg beisteuern zu können, insbesondere beim kombinierten Einsatz mit erneuerbarer Energien, z.B. in Verbindung mit Solarthermiefeldern als Wärmelieferant. Regionen mit bestehenden Nah‐ und Fernwärmenetzen bieten sich bevorzugt an, da der Neu‐ bzw. Ausbau der Netze sehr kostenintensiv ist. Aus diesem Grund wird empfohlen, für Baden‐Württemberg eine weitergehende Untersuchung im Hinblick auf besonders geeignete Standorte für Aquiferspeicher durchzuführen. Diese Untersuchung sollte primär die geologischen Möglichkeiten, die Lage von Wärmesenken und ‐quellen, sowie bereits existierende oder in Planung befindliche Wärmenetze einschließen.