Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel ist die Ermittlung der relevanten Speicher- und Anlagenkenngr\u00f6\u00dfen, die zum Bau eines Erdsondenw\u00e4rmespeichers und dessen Einbindung in ein bestehendes Nahw\u00e4rmeversorgungsnetz (W\u00e4rmeerzeugung durch ein BHKW) n\u00f6tig sind. Die Vorstudie umfa\u00dft die gesamte Anlagenplanung bis einschlie\u00dflich der Genehmigungsplanung. Es findet eine \u00f6kologische und \u00f6konomische Bilanzierung des Verfahrens in Abgrenzung zum Stand der Technik statt. Ebenso werden durch eine Variantenbetrachtung mehrere Alternativen (z.B. h\u00f6herer W\u00e4rmed\u00e4mmstandard, zweites BHKW-Modul) \u00f6konomisch und \u00f6kologisch bewertet.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDurchf\u00fchrung von geologischen Voruntersuchungen am geplanten Standort in Greu\u00dfenheim. Die Fa. Brunnen & Bohren f\u00fchrt eine Probebohrung aus. Anhand dieser Bohrung charakterisiert das Geologische Institut die hydrogeologischen, hydrophysikalischen und thermischen Eigenschaften des Untergrunds. Die gewonnenen Daten bilden die Eingangsgr\u00f6\u00dfen f\u00fcr numerische Simulationsrechnungen (Finite-Differenzen-Methode) welche vom ZAE Bayern durchgef\u00fchrt werden und zur Bestimmung der Speicherkenngr\u00f6\u00dfen (u.a. Anzahl, Anordnung und hydraulische Verschaltung der einzelnen Erdsonden) dienen. Die Planung des Speichers und dessen Anbindung an ein vorhandenes Blockheizkraftwerk und an ein zu errichtendes Sonnenkollektorfeld f\u00fchrt das Ing.-B\u00fcro Wehrig in Absprache mit allen beteiligten Projektpartnern durch. Es erfolgt eine detaillierte Ermittlung der Speicherbau- und Anbindungskosten. Eine Systemanalyse dieses Konzepts mit dem Simulationsprogramm TRNSYS wird vom ZAE Bayern durchgef\u00fchrt. F\u00fcr das optimierte Konzept erfolgt eine \u00f6kologische und \u00f6konomische Bilanzierung des Verfahrens in Abgrenzung zum Stand der Technik. Gleichzeitig wird durch eine Variantenbetrachtung (z.B. h\u00f6herer W\u00e4rmed\u00e4mmstandard, zweites BHKW-Modul) die Systemsensibilit\u00e4t ausgetestet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der zur Speicherung genutzte Horizont besteht aus wasserges\u00e4ttigten Tonsteinen, die nur eine geringe Grundwasserflie\u00dfbewegung zulassen (< 1 m\/a). Die anhand der Probebohrungen gewonnenen Daten bildeten die Eingangsgr\u00f6\u00dfen f\u00fcr numerische Simulationsrechnungen zur Bestimmung der Speicherkenngr\u00f6\u00dfen und f\u00fcr eine Systemanalyse dieses Konzepts mit dem Simulationsprogramm TRNSYS. Als Ergebnis der Voruntersuchungen erwies sich ein Erdsondenw\u00e4rmespeicher mit 36 Sonden, von denen jeweils 6 in Serie durchstr\u00f6mt werden, als am g\u00fcnstigsten. Unter Verwendung des Erdw\u00e4rmespeichers als saisonaler Speicher kann das BHKW ganzj\u00e4hrig im Dauerbetrieb gefahren werden und trotzdem auf zus\u00e4tzliche Ma\u00dfnahmen zur Spitzenlastdeckung (z.B. \u00d6lkessel) verzichtet werden. Ein Teil der vom BHKW erzeugten elektrischen Energie, die ins \u00f6ffentliche Netz eingespeist wird, wird in der Heizperiode zum Antrieb einer 5-stufigen Kompressionsw\u00e4rmepumpe eingesetzt, deren Kondensator die W\u00e4rme \u00fcber einen Pufferspeicher an das W\u00e4rmeverteilnetz abgibt. Auf der Verdampferseite ist die W\u00e4rmepumpe an den Erdsondenw\u00e4rmespeicher angeschlossen, der als Niedertemperaturquelle dient. F\u00fcr den Speichernutzungsgrad ergibt sich ein Wert von hESWS = 64%. Die Kompressionsw\u00e4rmepumpe erreicht im Jahresmittel eine Arbeitszahl von 3,4. Die spezifischen Speicherbaukosten belaufen sich auf 125 DM\/m\u00b3 bei einem Speichervolumen von 8700 m\u00b3. Unter Ber\u00fccksichtigung der elektrischen Einspeisung des BHKW ergibt sich eine j\u00e4hrliche CO2-Gutschrift von 204 t.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\n\u00b7 Kuschel-W\u00e4rme aus der Erde, Main Post vom 16.01.1997\n\u00b7 Scheitert die Gewinnung von Erdw\u00e4rme am Geld f\u00fcr die wissenschaftliche Betreuung? Main Post vom 2.3.1997\n\u00b7 \u00d6kologisch und digital Main Post vom 16.04.1997\n\u00b7 Messedarstellung \u00d6koregio 27.-29. Juni 1997 in Greu\u00dfenheim\n\u00b7 Warmer Ton f\u00fcr kalte Tage Umwelt Magazin 8\/97\n\u00b7 Beitrag bei der 5. Geothermischen Fachtagung in Straubing, vom 12.-15. Mai 1998: Barthel R., Udluft P., B\u00fcttner D., Ebert H.-P., Drach V., R\u00f6hle B., Fricke J., Nahw\u00e4rmesystem mit Erdsondenw\u00e4rmespeicher in Greu\u00dfenheim\n\u00b7 Weitere Ver\u00f6ffentlichungen sind geplant\n\n\nFazit\n\nGeologische Voruntersuchungen und Versuchsbohrungen haben gezeigt, da\u00df die hydrogeologischen und wasserrechtlichen Voraussetzungen f\u00fcr den Betrieb eines Erdsondenspeichers nahe dem Siedlungsgebiet Eselweg-West der unterfr\u00e4nkischen Gemeinde Greussenheim erf\u00fcllt sind. Die Erweiterung des bestehenden Nahw\u00e4rmesystems mit seinem raps\u00f6lbetriebenen Blockheizkraftwerk (BHKW) um einen Erdsondenspeicher ist technisch machbar. Bei Implementierung des Erdsondenspeichers wirkt sich die fast g\u00e4nzliche Substitution konventioneller Brennstoffe durch das Raps\u00f6l sehr positiv auf die CO2-Bilanz aus, da im Vergleich mit dezentralen Heiz\u00f6l-Systemen j\u00e4hrlich 400 t CO2 eingespart w\u00fcrden. Die \u00f6konomische Betrachtung l\u00e4\u00dft bei der gegenw\u00e4rtigen Preissituation und ohne F\u00f6rderung vor allem wegen hoher Investitionskosten keinen gewinnbringenden Betrieb des Systems mit Erdsondenspeicher erwarten. Geht man in einem zuk\u00fcnftigen Szenario allerdings von einer F\u00f6rderung der weiteren Investitionskosten von 50% sowie von Variationen der Energie- und Treibstoffpreise im Bereich von 10% aus, wie sie sich durch Ver\u00e4nderungen des Marktes oder der politischen Rahmenbedingungen leicht ergeben k\u00f6nnen, so kann auch das System mit Erdsondenspeicher wirtschaftlich betrieben werden. Dies ber\u00fccksichtigt noch nicht, da\u00df durch Verbesserungen und Rationalisierungen in Zukunft Kosteneinsparungen beim Erdsondenspeicherbau m\u00f6glich sind. Im Gegensatz zu den offensichtlichen \u00f6konomischen Defiziten, welcher der Erdsondenw\u00e4rmespeicher-Variante anhaften, gibt es eine Reihe nur sehr schwer quantifizierbarer positiver Aspekte, welche f\u00fcr die Errichtung des Erdsondenw\u00e4rmespeichers sprechen. Ein solcher bisher nicht markt\u00fcblicher Speicher, welcher mit Vorlauftemperaturen um die 70\u00b0C arbeitet, h\u00e4tte Pilotcharakter und w\u00fcrde technisches und \u00f6konomisches Verbesserungspotential aufzeigen und erschliessen helfen. Die dadurch entscheidend erh\u00f6hte Sachkompentenz bei regionalen Firmen und Objektplanern kann dazu beitragen, da\u00df saisonale W\u00e4rmespeicher in Form von Erdsondenw\u00e4rmespeichern in Anlagenplanungen \u00fcberhaupt ber\u00fccksichtigt werden. Ber\u00fccksichtigt man die Ma\u00dfgaben, welche sich aus dem Beschlu\u00df der Bundesregierung ergibt, die CO2-Emission bis zum Jahr 2005 um 25% zu reduzieren, erscheint es auch in dieser Hinsicht als sinnvoll, entsprechende Pilotvorhaben auch bei vorerst h\u00f6heren Kosten zu verwirklichen, um die Entwicklung und w\u00fcnschenswerte Verbreitung der Erdsondenw\u00e4rmespeichertechnik voranzutreiben.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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