Angewandte Geowissenschaften - Aquatische Geochemie und Hydrogeologie

Umweltwirkungen und umweltverträglicher Ausbau der oberflächennahen Geothermie

Im vom Umweltbundesamt (UBA) in Auftrag gegebenen Forschungsprojekt „Umweltwirkungen und umweltverträglicher Ausbau der oberflächennahen Geothermie“ werden die Auswirkungen oberflächennaher Geothermie untersucht und Empfehlungen für eine umweltverträgliche Gestaltung des Ausbaus gegeben. Betrachtet werden dabei die Planung, die Errichtung, der Betrieb und der Rückbau oberflächennaher geothermischer Systeme. Besonderer Schwerpunkt wird auf oberflächennahe thermische Speicher gesetzt.

Untersucht werden die Auswirkungen auf die Umweltmedien Wasser, Boden - hier auch Baugrund, Untergrund - und Luft. Auch Wirkungen auf die mikrobiellen Gemeinschaften im Aquifer sowie die Grundwasserfauna und Wirkungen auf die Gesundheit des Menschen stehen im Fokus. Vorangegangene Studien des UBA und anderer Forschungseinrichtungen kommen zu dem Ergebnis, dass der Ausbau und die Verbreitung geologischer Heiz- und Kühlsysteme notwendig sind, um die Klimaneutralität des Gebäudebestands in Deutschland bis zum Jahr 2050 zu erreichen. Zunächst werden die Umweltwirkungen und der Klimaschutzbeitrag der geothermischen Anlagen, die zur Nutzung oberflächennaher geothermischer Ressourcen heute oder aller Voraussicht nach in Zukunft die gebräuchlichsten Systeme darstellen werden, identifiziert. Die wesentlichen vorkommenden Umweltwirkungen positiver und negativer Art werden dann in ihrer Gesamtheit bzw. Auftrittswahrscheinlichkeit eingeschätzt, um auf dieser Grundlage einerseits eine Einschätzung der Wirkung auf das Gesamtsystem der Wärmeversorgung zu erarbeiten, andererseits eine Aufstellung des notwendigen Handlungsbedarfs für gesetzliche und untergesetzliche Regelungen sowie für Ausbildungs- und Schulungsmaßnahmen abzuleiten. Das Forschungsprojekt teilt sich in sechs Schritten auf, wobei ein stark holistischer Ansatz verfolgt wird:

  • Ziel des Arbeitspakets 1 ist die Einschätzung des räumlichen Ausbaupotenzials oberflächennaher Geothermie in Deutschland unter Berücksichtigung der räumlichen Verteilung und Raumbedarfe.
  • In Arbeitspaket 2 werden ausbaufähige geothermischen Heiz- und Kühlsysteme unter Berücksichtigung der Minimierung ihrer Antriebsenergie identifiziert. Dargestellt und untersucht werden soll dabei auch die Einbindung dieser Anlagen in zukünftige regenerative Wärmeversorgungssysteme, insbesondere basierend auf Wärmepumpensystemen.
  • Das Arbeitspaket 3 dokumentiert die Umweltwirkungen und den Klimaschutzbeitrag der im Vorschritt identifizierten geothermischen Heiz- und Kühlsysteme einschließlich der Wärmepumpen. Adressiert werden dabei die Umweltmedien Wasser, Boden und Luft sowie die hydrochemischen, geochemischen und mikrobiologischen Wirkungen auf Aquifere und die menschliche Gesundheit.
  • Die Analyse von Vermeidungs- und Minderungsmaßnahmen und des zutreffenden Regelwerks ist Ziel des Arbeitspakets 4. Neben dem regulatorischen Rahmen sollen hier technische Interventionsansätze mit den jeweiligen Limitierungen und Vorteilen im Status quo bewerten.
  • Darauf baut in Arbeitspaket 5 die Ableitung von Handlungsempfehlungen zur Weiterentwicklung des Regelungswerks und von Vermeidungs- und Minderungsmaßnahmen auf. Perspektiven für Aus-, Fort- und Weiterbildungsansätze im Hinblick auf die Sicherstellung eines ausreichenden Fachpersonalpotenzials zur gegebenenfalls flächendeckenden Umsetzung dieser Technologien werden entwickelt. Schließlich werden wesentliche Forschungs- und Entwicklungsbereiche identifiziert, die essentiell die Entwicklung dieser Technologien beeinflussen können.
  • Die Ergebnisse des Forschungsprojektes werden im Rahmen des Arbeitspaketes 6 der Fachöffentlichkeit in Form eines Fachgespräches und einer schriftlichen Studie präsentiert. Dabei sollen im Fachgespräch spezifische Fachfragen und Meinungen zum (scheinbaren) Widerspruch zwischen Klimaschutz und Grundwasserschutz adressiert und im Kontext der Auswirkungen des Klimawandels auf die urbanen Lebensbedingungen diskutiert werden, um die Ergebnisse des Fachgesprächs schließlich in die schriftliche Studie einfließen zu lassen.

 

Laufzeit

09/2019-06/2020

Projektpartner

Bietergemeinschaft:

  • Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Angewandte Geowissenschaften
  • Consulaqua Hamburg Beratungsgesellschaft mbH

in Zusammenarbeit mit:

  • Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Angewandte Geowissenschaften
  • HIC Hamburg Institut Consulting GmbH
  • Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung

 

Förderung

Umweltbundesamt im Rahmen der ReFoPlan-2016-Ausschreibung
(FKZ 3716 43 104 2)

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