Die Energiewende in Deutschland stellt eine Herausforderung bei der Bek\u00e4mpfung des Klimawandels dar. W\u00e4hrend bei der Stromproduktion der Anteil an erneuerbaren Energien stetig zunimmt, wird der Dekarbonisierung im Bereich der W\u00e4rme- und K\u00e4lteerzeugung hingegen bisher geringere Beachtung geschenkt. Dabei stellt nicht das grunds\u00e4tzliche Vorhandensein einer ausreichenden Menge an erneuerbaren Quellen thermischer Energie ein Problem dar, sondern die Speicherung dieser Energie. Sie erm\u00f6glicht die \u00dcberbr\u00fcckung der zeitlichen Diskrepanz von Energiebedarf und -dargebot sowie die Verwendung bisher ungenutzter Energiequellen, wie bspw. der Abw\u00e4rme aus industriellen Prozessen. Eine technische Option, die sich durch hohe Speicherkapazit\u00e4ten auszeichnet, sind thermische Aquiferspeicher.<\/p>\n
Im Rahmen dieses Promotionsvorhabens soll der energetische und \u00f6kologische Beitrag einer W\u00e4rme- und K\u00e4lteversorgung \u00fcber thermische Aquiferspeicher zur Energiewende in Deutschland untersucht werden.<\/p>\n
Die Beantwortung der \u00fcbergeordneten Fragestellung macht in einem ersten Arbeitsschritt die r\u00e4umlich aufgel\u00f6ste qualitative Untersuchung der Eignung f\u00fcr Aquiferspeicheranwendungen in Deutschland erforderlich. Die landesweite Potentialstudie ber\u00fccksichtigt verschiedene relevante hydrogeologische sowie klimatische Datens\u00e4tze zur Identifizierung gut geeigneter Regionen.<\/p>\n
Im anschlie\u00dfenden Arbeitsschritt erfolgt anhand eines beispielhaften Untersuchungsgebietes die konsistente Quantifizierung der Speicherr\u00e4ume im Untergrund hinsichtlich ihres thermischen Speicherverm\u00f6gens und der r\u00fcckholbaren Energiemenge. Hierzu werden vereinfachte numerische Modelle erstellt, mit denen der Str\u00f6mungs- und W\u00e4rmetransport im Untergrund f\u00fcr verschiedene Kombinationen von thermischen und hydrogeologischen Untergrundeigenschaften simuliert wird.<\/p>\n
Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Speicherung von W\u00e4rmeenergie aus Solarthermieanlagen. Die Kopplung von solarthermischen Anlagen mit Untergrundspeichern stellt eine vielversprechende M\u00f6glichkeit f\u00fcr eine effiziente, ausgeglichene Energieversorgung dar, da der momentane Energieverbrauch f\u00fcr Raumw\u00e4rme einem Vielfachen des Verbrauchs f\u00fcr Raumk\u00fchlung entspricht. Anschlie\u00dfend wird untersucht, wie sich dieser Raumw\u00e4rme- und K\u00e4ltebedarf in der Zukunft entwickeln wird und welchen Einfluss diese Ver\u00e4nderungen auf die Effizienz der Untergrundspeicher haben. Dazu werden statistische Prognosemethoden basierend auf zeitlich ver\u00e4nderlichen, klimatischen Parametern verwendet.<\/p>\n
Die zuvor beschriebenen Arbeitsschritte liefern die Datengrundlage f\u00fcr die Erstellung von thermischen Energiebilanzen. Mithilfe dieser Energiebilanzen wird ermittelt, wieviel der verf\u00fcgbaren thermischen Energie im Untergrund in Abh\u00e4ngigkeit des quantifizierten Speicherverm\u00f6gens gespeichert werden kann und in welchem Verh\u00e4ltnis diese Energiemenge zum bestehenden, und in Zukunft erwarteten, Raumw\u00e4rme- und K\u00e4ltebedarf steht. Aufbauend auf den Energiebilanzen lassen sich ebenfalls eingesparte Umwelteinfl\u00fcsse ermitteln, wie bspw. Treibhausgasemissionen, die sich beim Ersetzen von konventionellen Heiz- und K\u00fchlsystemen erzielen lassen.<\/p>\n
Zur Beantwortung der \u00fcbergreifenden Promotionsfrage nach dem Beitrag thermischer Aquiferspeicher zur Energiewende in Deutschland werden in einem weiteren Arbeitspaket auch energiepolitische Aspekte einer klimafreundlichen Geb\u00e4udeheizung und -k\u00fchlung thematisiert. Ausgehend von einem l\u00e4nder\u00fcbergreifenden \u00dcberblick der relevanten politischen Rahmenbedingungen ist hierf\u00fcr die Identifizierung geeigneter Strategien vorgesehen, Aquiferspeicher verst\u00e4rkt in die W\u00e4rmewende auf kommunaler Ebene zu integrieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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