Die Energiewende in Deutschland stellt eine Herausforderung bei der Bek\u00c3\u00a4mpfung des Klimawandels dar. W\u00c3\u00a4hrend bei der Stromproduktion der Anteil an erneuerbaren Energien stetig zunimmt, wird der Dekarbonisierung im Bereich der W\u00c3\u00a4rme- und K\u00c3\u00a4lteerzeugung hingegen bisher geringere Beachtung geschenkt. Dabei stellt nicht das grunds\u00c3\u00a4tzliche Vorhandensein einer ausreichenden Menge an erneuerbaren Quellen thermischer Energie ein Problem dar, sondern die Speicherung dieser Energie. Sie erm\u00c3\u00b6glicht die \u00c3\u0153berbr\u00c3\u00bcckung der zeitlichen Diskrepanz von Energiebedarf und -dargebot sowie die Verwendung bisher ungenutzter Energiequellen, wie bspw. der Abw\u00c3\u00a4rme aus industriellen Prozessen. Eine technische Option, die sich durch hohe Speicherkapazit\u00c3\u00a4ten auszeichnet, sind thermische Aquiferspeicher.<\/p>\n
Im Rahmen dieses Promotionsvorhabens soll der energetische und \u00c3\u00b6kologische Beitrag einer W\u00c3\u00a4rme- und K\u00c3\u00a4lteversorgung \u00c3\u00bcber thermische Aquiferspeicher zur Energiewende in Deutschland untersucht werden.<\/p>\n
Die Beantwortung der \u00c3\u00bcbergeordneten Fragestellung macht in einem ersten Arbeitsschritt die r\u00c3\u00a4umlich aufgel\u00c3\u00b6ste qualitative Untersuchung der Eignung f\u00c3\u00bcr Aquiferspeicheranwendungen in Deutschland erforderlich. Die landesweite Potentialstudie ber\u00c3\u00bccksichtigt verschiedene relevante hydrogeologische sowie klimatische Datens\u00c3\u00a4tze zur Identifizierung gut geeigneter Regionen.<\/p>\n
Im anschlie\u00c3\u0178enden Arbeitsschritt erfolgt anhand eines beispielhaften Untersuchungsgebietes die konsistente Quantifizierung der Speicherr\u00c3\u00a4ume im Untergrund hinsichtlich ihres thermischen Speicherverm\u00c3\u00b6gens und der r\u00c3\u00bcckholbaren Energiemenge. Hierzu werden vereinfachte numerische Modelle erstellt, mit denen der Str\u00c3\u00b6mungs- und W\u00c3\u00a4rmetransport im Untergrund f\u00c3\u00bcr verschiedene Kombinationen von thermischen und hydrogeologischen Untergrundeigenschaften simuliert wird.<\/p>\n
Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Speicherung von W\u00c3\u00a4rmeenergie aus Solarthermieanlagen. Die Kopplung von solarthermischen Anlagen mit Untergrundspeichern stellt eine vielversprechende M\u00c3\u00b6glichkeit f\u00c3\u00bcr eine effiziente, ausgeglichene Energieversorgung dar, da der momentane Energieverbrauch f\u00c3\u00bcr Raumw\u00c3\u00a4rme einem Vielfachen des Verbrauchs f\u00c3\u00bcr Raumk\u00c3\u00bchlung entspricht. Anschlie\u00c3\u0178end wird untersucht, wie sich dieser Raumw\u00c3\u00a4rme- und K\u00c3\u00a4ltebedarf in der Zukunft entwickeln wird und welchen Einfluss diese Ver\u00c3\u00a4nderungen auf die Effizienz der Untergrundspeicher haben. Dazu werden statistische Prognosemethoden basierend auf zeitlich ver\u00c3\u00a4nderlichen, klimatischen Parametern verwendet.<\/p>\n
Die zuvor beschriebenen Arbeitsschritte liefern die Datengrundlage f\u00c3\u00bcr die Erstellung von thermischen Energiebilanzen. Mithilfe dieser Energiebilanzen wird ermittelt, wieviel der verf\u00c3\u00bcgbaren thermischen Energie im Untergrund in Abh\u00c3\u00a4ngigkeit des quantifizierten Speicherverm\u00c3\u00b6gens gespeichert werden kann und in welchem Verh\u00c3\u00a4ltnis diese Energiemenge zum bestehenden, und in Zukunft erwarteten, Raumw\u00c3\u00a4rme- und K\u00c3\u00a4ltebedarf steht. Aufbauend auf den Energiebilanzen lassen sich ebenfalls eingesparte Umwelteinfl\u00c3\u00bcsse ermitteln, wie bspw. Treibhausgasemissionen, die sich beim Ersetzen von konventionellen Heiz- und K\u00c3\u00bchlsystemen erzielen lassen.<\/p>\n
Zur Beantwortung der \u00c3\u00bcbergreifenden Promotionsfrage nach dem Beitrag thermischer Aquiferspeicher zur Energiewende in Deutschland werden in einem weiteren Arbeitspaket auch energiepolitische Aspekte einer klimafreundlichen Geb\u00c3\u00a4udeheizung und -k\u00c3\u00bchlung thematisiert. Ausgehend von einem l\u00c3\u00a4nder\u00c3\u00bcbergreifenden \u00c3\u0153berblick der relevanten politischen Rahmenbedingungen ist hierf\u00c3\u00bcr die Identifizierung geeigneter Strategien vorgesehen, Aquiferspeicher verst\u00c3\u00a4rkt in die W\u00c3\u00a4rmewende auf kommunaler Ebene zu integrieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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