Hintergrund des Forschungsprojekts
Die Nutzung oberflächennaher geothermischer Energie besitzt ein großes energetisches und - im Sinne des Klimaschutzes - ökologisches Potenzial. Bei erdgekoppelten Wärmepumpen, also Anlagen mit Erdwärmesonden, Erdreichkollektoren, Energiepfählen oder anderen erdberührten Bauteilen, stehen diesen ökologischen Vorteilen jedoch Risiken bzgl. des Grundwasserschutzes gegenüber, z. B. der mögliche unkontrollierte Austritt der Wärmeträgerflüssigkeit in das Erdreich bzw. Grundwasser. Aus diesem Grunde ist aus wasserrechtlicher Sicht “ausschließlich Wasser als Wärmeträgerflüssigkeit einzusetzen“ bzw. wird außerhalb von Wasserschutzgebieten der Einsatz von “Wärmträgerflüssigkeiten der WGK 1 (Glykol …) als vertretbar eingestuft“ [UM2005].
Seitens der Lieferanten erdgekoppelter Wärmepumpen wird jedoch grundsätzlich der Einsatz frostsicherer Wärmeträgerflüssigkeiten gefordert. Standard bei den Wärmeträgerflüssigkeiten sind derzeit verschiedene Glykol-Wasser-Gemische. Es werden zwar verschiedene alternative Wärmeträgerflüssigkeiten (auf Salz- oder organischer Basis) angeboten, sie sind aber bei Wärmepumpenanlagen - zumindest in Baden Württemberg - nur wenig verbreitet. Dies hat z. T. Kostengründe, resultiert aber auch aus einer Unsicherheit, inwieweit diese “unbekannteren“ Wärmeträgerflüssigkeiten in ihren praktischen Betriebseigenschaften von üblichen Wärmeträgerflüssigkeiten abweichen bzw. welche planerischen und ausführungstechnischen Anpassungen jeweils erforderlich sind. Ebenso ist ungeklärt, wie sich unterschiedliche/alternative Wärmeträgerflüssigkeiten im Falle eines Austritts aus den Sondenrohren, durch die Verfüllung der Erdwärmesonden hindurch, in den Untergrund und das Grundwasser hinein ausbreiteten.
Das Verbundvorhaben GEO-SOLE
Das Verbundvorhaben GEO-SOLE der Hochschule Biberach und der Universität Karlsruhe möchte zur Klärung der offenen Fragen bzgl. des Einsatzes unterschiedlicher Wärmeträgerflüssigkeiten in erdgekoppelten Geothermieanlagen beitragen und damit eine einheitliche und verbesserte Bewertungsgrundlage für deren Einsatz liefern. Das Projekt konzentriert sich auf die beiden folgenden Punkte:
- Schaffung einer konsistenten Vergleichbasis für die anlagentechnischen Einsatzbereiche und Konsequenzen verschiedener Wärmeträgerflüssigkeiten bei erdgekoppelten Wärmepumpenanlagen durch Analyse vorhandener Daten, vergleichende Betriebsversuche in einer Versuchsanlage sowie qualitative und quantitative Verallgemeinerung der Ergebnisse (Hochschule Biberach).
- Untersuchung des “Durchgangs“ verschiedener Wärmeträgerfluide durch Bohrlochverfüllungen und ihre Ausbreitungsfahnen im Erdreich im Falle einer Undichtigkeit der Erdwärmesondenrohre. (Universität Karlsruhe).
Projektlaufzeit: 01.11.2007 - 30.04.2009
Projektpartner: Universität Karlsruhe (TH) - Lehrstuhl für Angewandte Geologie
Mittelgeber: Landesstiftung Baden-Württemberg
