Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Über Aufwand und Nutzen der Tiefengeothermie als innerstädtische Energiequelle für Gebäude

18.07.2011
Jüngster Bericht im Rahmen des Forschungsprojekts am SuperC dokumentiert neue wissenschaftliche Erkenntnisse zur Tiefengeothermie

Mit der Niederbringung einer 2.500 Meter tiefen Bohrung verfügt die RWTH über ein wichtiges Experimentierfeld zur Tiefengeothermie. Es ging dabei um die Frage, ob eine hermetisch geschlossene Tiefenbohrung die geeigneten Randbedingungen bietet, Erdwärme mit ausreichender Leistung und Temperatur zu schöpfen. Neben den technisch schwierigen Detailfragen wie etwa der Ausführung des Steigrohres, das bei möglichst geringem Strömungswiderstand eine optimale thermische Trennung bei zugleich großer hydrostatischer Druckbeständigkeit aufweisen muss, ging es in der jetzt abgeschlossenen ersten Forschungsphase um die Sammlung von Erkenntnissen zur Betriebsintegration der am SuperC realisierten Erdwärmesonde.

In der zurückliegenden Heizperiode wurden Leistungsmessungen mit der ersten prototypischen Ausführung der Geothermiesonde im SuperC durchgeführt. Auf Basis der Messdaten und begleitenden Berechnungen konnte gezeigt werden, dass ein geothermischer Deckungsanteil von 40 Prozent mit der Tiefengeothermie erreicht werden kann. Dieser Wert bleibt aus mehreren Gründen wesentlich hinter den Erwartungen der Planer zurück. Zunächst muss festgehalten werden, dass das Steigrohr bei einem ersten Einbauversuch lediglich bis zu einer Tiefe von 2.000 Metern eingebracht werden konnte. Aus bisher unbekannten Gründen vereitelte eine Blockade an der Spitze des Steigrohrs ein vollständiges Versenken auf 2.500 Meter Tiefe. Es wurde entschieden, keine Beschädigung des Rohrs zu riskieren und auf den Einsatz größerer Kräfte bei der Einbringung zu verzichten. Wesentlich für die geringe Rücklauftemperatur aus der Erdreichsonde ist vor allem, wie die nun gewonnenen neuen Messwerte und Berechnungen aufzeigen, das Auskühlen des Gesteins in großer Tiefe. Die geringe Wärmeleitfähigkeit und die Wärmeübergangswiderstände zwischen Gestein, Füllmaterial und Sondenwand sowie die inneren Wärmeverluste des aufsteigenden Wassers im Steigrohr an das abfließende Wasser im Spalt zwischen Steigrohr und Sondenwand führen zu einer deutlich abgesenkten Rücklauftemperatur. Durch eine optimierte Ausführung der Sonde könnte zwar ein Teil dieser Verluste vermieden werden, dabei würde es sich aber lediglich um vergleichsweise kleine Verbesserungen handeln.

Als ganz wesentliche Erkenntnis kann herausgestellt werden, dass der dem hier erprobten Konzept zugrunde liegende Mechanismus der Gebäudebeheizung auf Basis einer Tiefengeothermiebohrung nicht wirtschaftlich ist. Das Forschungsprojekt am – oder vielmehr: unter dem – SuperC beendet damit Spekulationen zur ökonomischen Seite der ökologisch durchaus erstrebenswerten tiefengeothermischen Gebäudebeheizung. Rein wirtschaftlich betrachtet kann die Tiefenbohrung ihren erheblichen Investitionsaufwand nicht refinanzieren. Bei einer konstanten Entzugsleistung von 100 kW konnten in den Experimenten nur Wasserrücklauftemperaturen von 31 bis 35 Grad Celsius erreicht werden. Deutlich stärker als zu Beginn des Forschungsvorhabens erwartet, fällt die Abkühlung des Erdreichs durch den Wärmeentzug der in den Boden eingeführten Sonde ins Gewicht, wie nun nachgewiesen werden konnte.

Nach diesem ernüchternden, aber überaus wichtigen Resultat wird überlegt, die Geothermieforschung am SuperC fortzuführen, um trotz der heute nicht vorhandenen Wirtschaftlichkeit weitere Aussagen insbesondere über den zeitlichen Verlauf bei der Nutzung der Erdwärme als Heizquelle zu generieren. In Aachen wird derzeit das einzige Tiefengeothermieprojekt in Nordrhein-Westfalen betrieben, bei dem die Bohrung als wesentliche technische Hürde bis in 2.500 Meter Tiefe bewerkstelligt werden konnte.

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen
26.04.2017 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.

nachricht Flechten aus dem Bernsteinwald
25.04.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie