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Tiefe Geothermie im Ruhrgebiet - Strukturwandel auch unter der Erde

Um Potenziale für eine tiefengeothermische Nutzung zu erschließen, hat der Geologische Dienst NRW für das gesamte Ruhrgebiet ein geologisches 3D-Modell bis zu 5.000 m Tiefe entwickelt. Ferner wurden für das Modell geothermische Parameter erhoben und Erdwärmetemperaturen berechnet. In 5 km Tiefe werden Temperaturen bis zu 175 °C erwartet. Die Potenziale zur Tiefengeothermie in NRW sind
nicht unerheblich und beinhalten insbesondere auch Bereiche, die in der Zukunft für Projekte mit der Nutzung der Tiefen Geothermie geeignet erscheinen.

Das Ruhrgebiet ist als industrieller Raum seit mehr als 150 Jahren durch Handel, Wirtschaft und durch über- und untertägige Aktivitäten in der Kohlengewinnung geprägt. Wo einst Steinkohle gefördert wurde, kann demnächst Erdwärme gefördert werden (Abb. 1b, 1b). Während Erdwärme aus dem oberflächennahen Untergrund bereits vielerorts von Hausbesitzern zur Wärmeversorgung erfolgreich eingesetzt wird, werden die heißen Gesteinsschichten aus großen Tiefen zurzeit noch sehr selten genutzt. Dies hängt unter anderem damit zusammen, dass mit zunehmender Tiefe die Aussagesicherheit über den Untergrund abnimmt und gleichzeitig das Fündigkeits- und Bohrrisiko steigen. Die Anwendung der Tiefen Geothermie kann den Strukturwandel in der Region weiter unterstützen und mit der Nutzung regenerativer Energien einen Anziehungspunkt für neue Industrien darstellen. 'Erdwärme' ist auch eine NRW-Lagerstätte Auf dem Sektor der alternativen Energiegewinnung spielen die Wasserbewegungen nahe der Oberfläche, die Wasserstauer oder -sperren in der Tiefe sowie die Wärmeleitfähigkeit der Gesteine eine wesentliche Rolle. Hier liefern die Geologischen Dienste der Länder mit ihren Datensammlungen Kenntnisse über geologischen Strukturen und über stratigrafische und lithologische Erkenntnisse von Bohrungen Informationen zu potenziellen tiefengeothermischen Standorten. Die kommerzielle tiefengeothermische Energiegewinnung ist in Deutschland derzeit auf Sedimentformationen ausgerichtet, die als 'Warmoder Heißwasseraquifere' ausreichend hohe Fließraten aufweisen. Regionen, die diese geologischen Bedingungen erfüllen, sind im Oberrheintal, im Süddeutschen Molassebecken sowie im Norddeutschen Becken zu finden. Bei der Gewinnung der Erdwärme können drei geothermische Lagerstättensysteme unterschieden werden, die hier kurz beschrieben werden:...

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.