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GEO-KW - Forschungsvorhaben

Steckbrief

Programm/ Zuschussgeber

BMWi

Akronym

GEO-KW

Titel/ Thema

Kopplung des geothermischen Speicherpotenzials mit den wechselnden Anforderungen des urbanen Energiebedarfs zur effizienten Nutzung der regenerativen Energiequelle Grundwasser für die dezentrale Kälte- und Wärmebereitstellung in der Stadt

Identifikation/ Zuwendungsnummer

01184143/1

Durchführungszeitraum

2018-12-01  –  2021-11-30

Geschätzte Kosten/ Zuwendungsbetrag

945.367,00 EURO

Sonstiges

 

Wesentliche Forschungsschwerpunkte

Der urbane Raum hat aufgrund des besonderen Klimas und seiner engen Bedarfs- und Infrastruktur bei der Energieversorgung und dem Klimaschutz eine herausragende Rolle. Gleichzeitig besitzt die oberflächennahe Geothermie in vielen Städten ein hohes Potenzial und könnte dort einen bedeutenden Teil der Heiz- und der steigenden Kühllasten decken. In der Praxis weist die geothermische Nutzung eine dezentrale Anlagenverteilung auf, die auf den Bedarf des einzelnen Nutzers ausgelegt ist. Das verfügbare Potenzial wird nicht standortübergreifend auf der Basis eines weiträumigeren Energiebedarfs beurteilt, wie es z.B. für Stadtviertel oder Quartiere möglich wäre. Das hat zur Folge, dass nur ein Bruchteil der Ressource effizient genutzt wird. Um dies zu verbessern, ist eine optimierte Planung der Anlagen unter Berücksichtigung des flexiblen Energiebedarfs und der variablen Verfügbarkeit der Ressource notwendig. Da sich diese zwei Faktoren direkt beeinflussen, ist das nur durch eine iterativ gekoppelte Betrachtung möglich. Daher soll eine Kopplung der Systeme 'Ressource' und 'Bedarf' entwickelt werden, um erstmalig ein interdisziplinäres Optimierungs-Tool für die regenerative Kälte- und Wärmebereitstellung durch oberflächennahe Geothermie aufzubauen. Um die hohe Dynamik und Diversität der Systeme realgetreu zu simulieren, sind effiziente Kopplungs-Algorithmen notwendig. Das Tool kann eine 'Leuchtturmfunktion' für das Management regenerativer Energie in Städten einnehmen und i) durch den flächenübergreifenden Ansatz die Genehmigungspraxis vereinfachen und so Hürden für die Umsetzung von Anlagen verringern, ii) ungenutztes geothermisches Potenzial in der Stadt aufzeigen, iii) höhere Sicherheit für die Planung von Anlagen erreichen und so ihre ökonomische und ökologische Effizienz steigern. Dies maximiert die Nutzung des geothermischen Potenzials, erhöht den Anteil an regenerativer Wärme- und Kältebereitstellung in der Stadt und reduziert THG-Emissionen.

Koopertionspartner

Universität Stuttgart - Fakultät 5 Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik - Institut für Parallele und Verteilte Systeme (IPVS), Stuttgart, Baden-Württemberg

Modellkopplung u Entwicklung Softwareumgebung

Technische Universität München - Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt - Lehrstuhl für Hydrogeologie, München

Modellentwicklung und Validierung

Bayerische Akademie der Wissenschaften - Leibniz-Rechenzentrum (LRZ), Garching

Implementierung auf Hochleistungsrechnern

Weblinks

https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&d=complex_date_facet_enargus_fi_von/2010-2019/2018&d=complex_date_facet_enargus_fi_von/2010-2019/2019&id=992927&q=Geothermie&v=10&p=2