Um Klimaziele im Gebäudebereich in Deutschland kurz- und mittelfristig zu erreichen, ist eine deutlich größere Marktdurchdringung von Wärmepumpensystemen im Gebäudebestand, in dem die Umrüstung bestehender Heizsysteme auf Wärmepumpensysteme noch nicht weit fortgeschritten ist, zwingend erforderlich. Das Projekt UrbanGroundHeat verfolgt diesbezüglich zwei zentrale Projektziele. Auf Basis von modellbasierten Potentialuntersuchungen und Vorplanungen soll die Umsetzbarkeit für bestehende Quartieren der am Projekt beteiligten Energieversorger erarbeitet werden, so dass eine reale Umsetzung als zentrales Projektziel vorbreitet wird. Hierzu sollen detailliert die technischen, regulatorischen und ökonomischen Anforderungen in den untersuchten Quartieren identifiziert und bewertet werden. Desweiteren sollen durch die Entwicklung von fallübergreifenden Leitfäden und die Erweiterung von Planungstools wichtige Voraussetzungen geschaffen werden, damit die am Projekt beteiligten Versorger zukünftig in die Lage versetzt werden, Geothermieprojekte im Bestand umzusetzen.

Steckbrief

Projektziele

Das Vorhaben ist am 1. Januar 2023 gestartet und läuft über drei Jahre. Die Arbeiten ergänzen das Quartiersbewertungstool EQ-City des Fraunhofer IEE um den Aspekt einer geothermischen Abdeckung des Wärmebedarfs. Konkret untersucht UrbanGroundHeat unter Berücksichtigung der geologischen und regulative Randbedingungen den technischen Einsatz von geothermischen Sole-Wasser-Wärmepumpen und Wärmepumpen in Verbindung mit Brunnenanlagen, Abwasser- und Abwärmenutzung durch Nahwärmesysteme für den Einsatz in städtischen Bestandsquartieren. Die Fallbeispiele werden mit Hilfe von Simulationsrechnungen analysiert, auf Basis derer Konzepte für eine Umstellung der Wärmeversorgung erstellt werden.

Im Laufe drei Projekt-Jahre arbeiten die Wissenschaftler an verschiedenen Teilzielen. Im ersten Schritt geht es dabei um eine Aufnahme und Abbildung von Bestandsquartieren in den Bewertungstools. Dazu gehören die Gebäudestruktur, die geothermischen Möglichkeiten, Speicheroptionen sowie regulatorische Randbedingungen. Im zweiten Schritt werden daraus Konzepte und Machbarkeitsstudien für zwei Beispielquartiere entwickelt.

Die betrachteten Quartiersprojekte liegen im nordrheinwestfälischen Solingen und dem hessischen Bensheim an der Bergstraße. „Die Siedlungen, die wir mit UrbanGroundHeat betrachten, sind typisch für den urbanen Raum: Ein Großteil der Deutschen lebt derzeit im Geschosswohnungsbau und kleinen Ein- oder Zweifamilienhäusern. Diesen Menschen wollen wir mit Geothermie eine Alternative zur fossilen Wärmeversorgung für Heizung und Warmwasser sowie zur Klimatisierung im Sommer eröffnen,“ so Schmidt.

Im dritten Schritt werden diese Erfahrungen generalisiert. Ziel der Wissenschaftler ist es, Kommunen und Energieversorgern die Ergebnisse in Form von Checklisten und einem Werkzeugkasten für die Entwicklung weiterer Projekte anzubieten. Zudem wird die Umsetzung durch das Forscherteam begleitet: In Workshops werden die Erfahrungen der Nutzer und Stakeholder erfasst und ausgewertet.

Um nicht nur in kleinem Rahmen zu agieren, soll eine systematische Analyse der Beispielliegenschaften, die Etablierung eines Begleitkreises und die Anbindung an globale Aktivitäten der Internationen Energie Agentur (IEA) die oberflächennahe Geothermie stärker in den Fokus der Öffentlichkeit bringen. Schmidt: „Durch eine enge Zusammenarbeit von Forschung und Industrie können die Erfahrungen von UrbanGroundHeat von einem sehr breiten Kreis von Anwendern genutzt werden. Zudem sind Ergebnisse auf viele städtische Quartiere in Deutschland übertragbar. Damit erhalten Energieversorger und Kommen eine valide Einschätzung, welche Geothermieprojekte in ihrem Versorgungsgebiet mit Priorität entwickelt werden können.“

Teilvorhaben, Projektpartner

Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) : Werkzeugkästen für die Bewertung der geothermischen Wärmeversorgung.

Institut für Solarenergieforschung GmbH: Modellbasierte Bewertung von Umsetzungskonzepten mit Geothermie

Stiftung Umweltenergierecht: Rechtliche Rahmenbedingungen und Anpassungsmöglichkeiten für Geothermie

Stadtwerke Solingen GmbH: Integration in den Bestandsgeschossbau der Wohnungswirtschaft

GGEW, Gruppen-Gas- und Elektrizitätswerk Bergstraße Aktiengesellschaft: Erarbeitung der Möglichkeiten für eine geothermische Wärmeversorgung in Bentheim

Stadtwerke SH GmbH & Co. KG: Erarbeitung von Planungswerkzeugen zur Bewertung der Umsetzbarkeit von Geothermie

GE Green Solutions, Bereich Markt Ost Technik, Abt. FuE: Technische und administrative Aspekte zur Umsetzung von Geothermie

Trianel GmbH: Entwicklung von Planungswerkzeugen und deren Bewertung in Praxistests 

Assoziierte Partner: Stadtwerke Münster GmbH und Stadtwerke Ahlen GmbH

Weblinks

https://www.iee.fraunhofer.de/de/projekte/suche/2023/urbangroundheat.html

zuletzt bearbeitet Februar 2023, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de