Biogas

Biomasse

Erneuerbare allgemein

Energieeinsparung

Erdwärme

Erdwärmenutzung allgemein

Oberflächennahe Geothermie

Tiefengeothermie

Erdsonden

Grünes Geld

Klimaschutz

Kraft-Wärme-Kopplung

Meeresenergie

Mobilität

Photovoltaik

Solarthermie

Wärmepumpen

Wasserkraft

Windenergie

content-Partner

Praxistaugliche Qualitätskontrollen der Hinterfüllung geothermischer Bohrungen

Im Rahmen einer von der Behörde für Umwelt und Energie (BUE) der Freien und Hansestadt Hamburg beauftragten Untersuchung galt es, die Einsatzmöglichkeiten eines Prüfverfahrens zur Bestimmung der Systemdurchlässigkeit von Hinterfüllmaterialien von Erdwärmesonden (EWS) bei Frost-Tau-Wechsel-Beanspruchungen im Baustelleneinsatz in Anlehnung an die Fremdüberwachung bei Betonbauwerken zu prüfen. In einem Zeitraum von drei Monaten wurde hierfür eine Auswahl an geothermischen Bohrungen in Hamburg überwacht. Dabei wurden neben Feldversuchen auch labortechnische Untersuchungen an auf der Baustelle gewonnenen Proben durchgeführt und eine Bestimmung der Systemdurchlässigkeit und des Frost- Tau-Wechsel-Widerstands der Hinterfüllmaterialien vorgenommen. In dem Beitrag werden der Ablauf der Überwachung, die Messergebnisse sowie die Praktikabilität der Überwachung dargestellt und diskutiert.

Bereits seit Ende der 1990er-Jahre wird die Fragestellung nach den Auswirkungen zyklischer Frost-Tau-Belastungen auf Hinterfüllmaterialien von Erdwärmesonden diskutiert. Seitdem wurden eine Vielzahl von Labor- und Technikumuntersuchungen durchgeführt und verschiedene Prüfverfahren entwickelt, die eine Eignungsprüfung der eingesetzten Hinterfüllmaterialien ermöglichen. Da aus Sicht des Grundwasserschutzes die hydraulische Integrität des Systems Erdwärmesonde im Mittelpunkt steht, haben sich Prüfverfahren durchgesetzt, die die Wasserdurchlässigkeit des Systems ermitteln. Das von Frank und Anbergen entwickelte Prüfverfahren zur Messung der Systemdurchlässigkeit von Hinterfüllmaterialien von EWS bei Frost-Tau-Wechsel-Beanspruchungen ist zwischenzeitlich in die Empfehlungen der EA Geothermie aufgenommen worden. Auch die seit April 2015 im Entwurf (Gründruck) vorliegende, aktualisierte VDI 4640-2 schlägt das Messverfahren im Anhang C vor. In Hamburg ist das Verfahren seit Januar 2014 verbindliche Voraussetzung für die wasserrechtliche Genehmigung von Erdwärmesonden, sofern die installierte Technik eine Frost-Tau-Wechsel-Beanspruchung zulässt. Damit spiegelt das Prüfverfahren den aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik wider und weist Normcharakter auf.

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.