DEGENT-NET Dezentrale geothermale Niedertemperatur-Wärmenetze in urbanen Gebieten

Die in den letzten Jahren deutlich zunehmende Anzahl individueller geothermischer Nutzungen, insbesondere die thermische Nutzung des Grundwassers in urbanen Gebieten, führt zu einer vermehrten thermischen Belastung des Untergrundes und zu einer Blockade zukünftiger Anwendungspotenziale. Nachhaltige Planungsansätze verschieben sich daher von individuellen Anlagen in Richtung Verbundnutzungen.

Das Projekt DEGENT-NET behandelt geothermisch versorgte Wärme- und Kälteverbundnutzungen in urbanen Gebieten auf Anergie-Niveau, wobei vorhandene Synergien zwischen Heizen und Kühlen nutzbar gemacht werden sollen. Die Vernetzung kann dabei direkt über einen geeigneten Grundwasserkörper oder mittels Rohrleitungen erfolgen. Das Temperaturniveau der Verteilung auf Umwelttemperaturniveau (4 – 30 °C) stellt ein wesentliches Merkmal dar, wobei die thermische Energie mit dezentralen Wärmepumpen exergetisch aufgewertet und auf das gewünschte Temperaturniveau (35 – 60 °C) gehoben wird. Ein Verbraucher kann dabei sowohl als Wärmebezieher als auch Wärmelieferant (Prosumer) fungieren indem er entweder Wärme vom Netz bezieht oder aber auch Abwärme, beispielsweise aus Gebäudekühlung, Solarenergie oder Gewerbeprozessen, direkt ins DEGENT-NET einspeist. Diese thermische Energie kann entweder über den Grundwasserkörper selbst oder über große Erdsondenfelder gespeichert werden und somit einen saisonalen Energie-Ausgleich schaffen. Die Herausforderungen eines bidirektionalen Wärmenetzes mit „Niedrigst-Temperatur-Verteilung“ sollen im Projekt an Hand von Erfolgsfaktoren aufgezeigt und besser planbar gemacht werden.

Die dem Projekt DEGENT-NET zu Grunde liegende Forschungsmotivation liegt in der Nutzung vorhandener Synergien von Wärme und Abwärme, der Verstärkung der Sichtbarkeit nachhaltiger Wärme- und Kälteversorgungssysteme, der Nutzung des geothermischen Potenzials, der Erhöhung der Ressourceneffizienz durch eine bidirektionale Netzschaltung, der Nutzung von vor Ort verfügbaren emissionsschonenden Wärmequellen – auch auf niedrigem Temperaturniveau – und auf der Erhöhung der Systemflexibilität.

In DEGENT-NET liegt der Fokus vorrangig auf Planungsgrundlagen der geothermischen Verbundnutzung bis hin zur Wärmepumpe. Wärmequellen, -senken, und -speicher werden dabei mittels hydraulischen und thermischen Simulationen abgebildet. Auf die detaillierte Gebäudetechnik wird hier nicht dezidiert eingegangen.

Gegenwärtig stellen die noch geringe öffentliche Wahrnehmung dieses Wärme- und Kälteversorgungsnetzes – erste Pilotanlagen sind in der Schweiz als Anergienetze bekannt und bereits in Betrieb – sowie wirtschaftliche und rechtliche Aspekte die größten Realisierungshemmnisse für Akteure dar. Um dem entgegenzuwirken, wurden im Rahmen von DEGENT-NET zwei konkrete Untersuchungsstandorte in Wien und Salzburg ausgewählt und jeweils Umsetzungskonzepte geothermisch versorgter Arealvernetzungen erstellt. Die Evaluierung der zuvor erstellten Konzepte erfolgt durch die Beurteilung der Systemeffizienz der geothermischen Nutzungen (Quellen und Wärmespeicher) und den damit verbundenen Umweltauswirkungen sowie nach planerischen Aspekten, insbesondere dem Netzdesign. Die Bewertung der Wirtschaftlichkeit stellt ein weiteres wesentliches Element der Konzeptevaluierung dar. Die Zusammenfassung und interdisziplinäre Bewertung führt zu verallgemeinerbaren Erfolgskriterien, die aus den Detailkonzepten abgeleitet werden.

Das interdisziplinäre Projektkonsortium, bestehend aus Geowissenschaftlern, Technikern und Energiewirtschaftlern, verfolgt mit DEGENT-NET die längerfristige Strategie eine Demonstrationsanlage in Österreich im Rahmen eines Leitprojekts zu errichten.

Ausgangssituation