Die effiziente Kombination aus geothermischer, saisonaler Wärmespeicherung mit regenerativer Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung steigert in relevanter Größenordnung den Anteil CO₂-freier, urbaner Wärmeversorgung. Im Rahmen des Projektes Wärmespeicher Berlin wird in Berlin ein saisonaler Hochtemperatur- Aquiferwärmespeicher errichtet und dessen Einbindung in das bestehende Fernwärmenetz der BTB mittels eines innovativen Wärmepumpenkonzeptes (Maximierung der ATES-Speicherkapazität) sowie einer Wärme-Kälte-Schaukel durch die Kopplung an ein Kältenetz (Exergieoptimierung) ermöglicht.

Steckbrief

Wesentliche Forschungsziele

Ein optimierter Speicherbetrieb (Energie- und Einsatzoptimierung) kann dann als wesentlicher Transformationsbaustein zur Quartiersenergieversorgung praktisch erprobt werden, um zu einer 100% klimaneutralen Wärme- und Kälteversorgung zu gelangen. Berlin, als Standort eines Aquiferwärmespeichers ist repräsentativ für die geologischen Bedingungen des Norddeutschen Beckens. In dem Forschungsprojekt GeoFern-Berlin (FKZ 03EE4007) wurde bereits durch das Abteufen einer Erkundungsbohrung (Gt BTrKoe 1/2021) am Heizkraftwerk Berlin-Adlershof ein geeigneter geologischer Horizont mit ausreichender Mächtigkeit und hydraulischer Durchlässigkeit (Hettangsandstein; 360 – 400m) durch das GFZ nachgewiesen. Im Gegensatz zu bisherigen Aquiferspeicherprojekten soll hier eine Hochtemperatureinspeicherung mit bis zu 95°C erfolgen. Simulationen auf Grundlage bisher vorliegender geologischer Daten lassen eine Ausspeicherleistung von 10 MW und eine Kapazität von > 30 GWh erwarten

Kooperationspartner und Teilvorhaben

BTB-Blockheizkraftwerks, Träger- und Betreibergesellschaft mbH Berlin, Anlagenkonzepte und Inbetriebnahmemonitoring des Aquiferspeicher-Wärmepumpen-Kälte-Systems. In dem Teilvorhaben der BTB werden insbesondere folgende Teilvorhabenziele verfolgt:

1. Realisierung des Speichersystems bestehend aus Aquifer-Doublette, Wärmepumpensystem und Kältenetzanbindung
2. anlagen- und betriebstechnische Integration des Speichersystems in die bestehende Wärmeerzeugung und das Fernwärmenetz
3. Aufnahme des Dauerbetriebs der saisonalen Speicherung und Verdrängung fossiler Brennstoffe durch erneuerbare Wärme und Monitoring.

Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Reservoircharakterisierung und Speicherdesign. Im Teilvorhaben 'Reservoircharakterisierung und Speicherdesign' werden Instrumente und Methoden für Planung, Speicherdesign und optimierten Betrieb des Aquiferspeichers entwickelt und Erfahrungen durch den Betrieb gewonnen. Der Umsetzungsprozess des Speichers wird durch in situ Experimente (an den Bohrungen), ein Kernprogramm an einer der beiden Bohrungen und einem Monitoring während der ersten Betriebsphase sowie durch Laborexperimente begleitet.

Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Energietechnik - Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung, Konzeptionierung und Modellierung der Kopplung der Systeme. Konkreter Gegenstand des Teilvorhabens ist die Konzeptionierung und Modellierung eines komplexen Wärmepumpensystems sowie eines Kälteversorgungsanlage einschließlich Fernwärme- und Kältenetz und deren Kopplung mit einem geothermischen Aquiferspeichers. Es sollen für dieses Gesamtsystem Betriebsführungskonzepte erarbeitet und in der Betriebsführungsoptimierung hinterlegt werden.

Weblinks

https://www.enargus.de/detail/?id=31411276

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