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Geothermienutzung als integraler Bestandteil eines Gesamtenergiekonzeptes

In Tettnang entstand der Neubau eines industriell genutzten Gebäudes mit einer Bruttogeschossfläche von 5.500 m2. Nutzer des Gebäudes ist ein weltweit operierendes Unternehmen der Elektronikbranche. Das Gebäude besitzt vielfältige Nutzungsbereiche, wie die Produktion von elektronischen Bauteilen, die Lagerung von elektronischen Bauteilen in einem vollautomatischen Hochregallager sowie einen Verwaltungs- und Schulungstrakt.

Industrielle Gebäude, insbesondere wenn Produktionsprozesse vorhanden sind, verfügen häufig über einen hohen und auch kontinuierlichen Kühlungsbedarf. Die Kombination aus Heizung und Kühlung lässt sich energetisch vorteilhaft mit der oberflächennahen Geothermie umsetzen. Da bei dieser Art der Erneuerbaren Energien die Nutzung der thermischen Speicherfähigkeit des Erdreichs im Vordergrund steht, wird bei einer ausgewogenen Wärmebilanz ein Doppelnutzen erzeugt.D. h. der Wärmeeintrag in das Erdreich während der Kühlperiode liegt bilanziell auf gleicher Höhe wie der Wärmeentzug aus dem Erdreich im Heizfall. So kann das Erdsondenfeld doppelt genutzt und damit kleiner dimensioniert werden. Die Wirtschaftlichkeit der Geothermie verbessert sich, da zur Wärmeerzeugung noch die Kälteerzeugung hinzukommt und diese monetär noch höher bewertet werden kann. In diesem Bauvorhaben wurde aus den genannten Gründen die oberflächennahe Geothermie als eine Energiequelle zur Heizung und Kühlung favorisiert. Die Komplexität der energetischen Nutzungen im Gebäude machte allerdings ein integrales Gesamtenergiekonzept erforderlich (Abb. 1).

Geothermie im Spezialtiefbau: Praxis mit BIM
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (7/2017)
Ab 2020 werden öffentliche Großprojekte in Deutschland nur noch mit Building Information Modeling (BIM) neu geplant, gebaut und betrieben. So sieht es der Stufenplan Digitales Planen des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur vor.

Depothermie - Geothermale Nutzung von Deponien und Altablagerungen zur Wärmegewinnung und -speicherung
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Dem Ausbau der Geothermie, insbesondere der oberflächennahen Geothermie zur Heizung und Kühlung von Wohn- und Industriegebäuden, wird zukünftig eine steigende Bedeutung zukommen, da durch die Energiewende und den beschlossenen Klimaschutzplan 2050 die Umstellung von einer kohlenstoffbasierten auf eine regenerative Energieerzeugung forciert werden wird.

Europäische Normung für den Brunnenbau nimmt Fahrt auf
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Die umfangreichen Vorbereitungen für eine gute Ausgangsposition der deutschen Expertise bei der Normung des Brunnenbaus tragen nun erste Früchte. Die strikte Trennung der Themenkomplexe 'oberflächennahe Geothermie' und 'Brunnenbau' wurde auf der konstituierenden Sitzung des CEN TC 451 'Water wells and borehole heat exchangers' durchgesetzt.

Anlagendimensionierung zur Unterschreitung des in Hessen für EWS geforderten Mindestabstandes zur Grundstücksgrenze
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Die hessischen Anforderungen des Gewässerschutzes an Erdwärmesonden (EWS) vom 21. März 2014 geben einen im Regelfall einzuhaltenden Mindestabstand zwischen EWS und Grundstücksgrenze von 5 m vor. Bei Einhaltung dieses Abstandes wird für EWS-Anlagen mit einer Heizleistung bis 30 kW davon ausgegangen, dass es in der Regel zu keiner thermischen Beeinflussung außerhalb des Grundstücks kommt und somit keine Gewinnung von Erdwärme im Sinne des Bundesberggesetzes (BBergG) erfolgt.

Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Ein praktischer Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart am gleichen Standort unter gleichen Beanspruchungsbedingungen ist bisher nicht bekannt.