Wer wünscht sich in diesem Rekordsommer 2018 kein gekühltes Heim oder Büro? Aber Klimaanlagen kosten eine Menge Energie und sind damit alles andere als umweltfreundlich. Energiesparende Alternativen analysieren Forscherinnen und Forscher des Projekts GeoSpeicher.bw, das vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniert wird. Die Wissenschaftler untersuchen zum Beispiel das Speichern und spätere Wiederabrufen von Wärme und Kälte in unterirdischen wasserführenden Schichten – den sogenannten Aquiferen.
In einem neuen Projekt evaluieren sie die Effektivität einer der größten aquifer-gebundenen Geothermieanlagen in Europa und der einzigen dieser Art in Deutschland. Seit 2009 versorgt ein unterirdischer Aquiferspeicher das Hotel Kameha Grand und zwei Bürokomplexe am „Bonner Bogen“, einem neu entwickelten, gewerblich genutzten Areal am Rheinufer, umweltschonend mit Kälte im Sommer und Wärme im Winter. „Die Anlage übernimmt bis zu 80 Prozent der Wärme- und Kälteversorgung der Gebäude mit einer Gesamtfläche von rund 60.000 Quadratmetern“, berichtet Steffen Große von der verantwortlichen Betreibergesellschaft EcoVisio GmbH. Gegenüber einer konventionellen Energieversorgung spart diese Geothermieanlage jährlich rund 1.700 Megawattstunden Energie sowie 400 Tonnen CO2 ein.
Konventionelle Erdwärmepumpen erfreuen sich in Deutschland zunehmender Beliebtheit. Rund 350.000 dieser Anlagen sind derzeit vor allem in Neubauten installiert. „Diese Erdwärmepumpen werden überwiegend zum Heizen im Winter eingesetzt“, sagt Professor Philipp Blum vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT. „Aquiferspeicher hingegen leisten beides: Kühlen im Sommer und Heizen im Winter“, betont er. Paul Fleuchaus, Doktorand am AGW, fügt an: „Bei Neubauten hat in Deutschland kaum jemand die vielseitigen Möglichkeiten der Energieversorgung durch Aquiferspeicher im Blick. In den Niederlanden ist das anders“, sagt er. „Dort sind schon mehr als 2.800 dieser Anlagen erfolgreich in Betrieb.“ Aufgrund der großen Kapazität eignen sich Aquiferspeicher nach Einschätzung der Forscher aus wirtschaftlicher Sicht vor allem für große Gebäude, wie Museen, Krankenhäuser, Büros oder Hotels. Auch für zusammenhängend geplante Wohnsiedlungen kommen Aquiferspeicher in Kombination mit Nahwärmenetzen in Frage. In den Niederlanden wird die Technik zudem beispielsweise für industrielle Komplexe wie Gewächshäuser oder Rechenzentren genutzt. Die Berechnungen der Wissenschaftler zeigen: Ein „Return on Investment“ wird bei Aquiferspeichern oftmals schon nach zwei bis zehn Jahren erreicht.
„Wir gehen davon aus, dass der Energiebedarf für Klimaanlagen bis zum Jahr 2100 um das 33-fache ansteigt“, rechnet Paul Fleuchaus vor. „Der aktuelle Zusammenbruch des Elektrizitätsnetzes in Teilen von Kalifornien zeigt, dass das weder mit den bestehenden Netzen noch mit den herkömmlichen Energieträgern zu stemmen ist“, sagt er. Um Alternativen aufzuzeigen, werden die rein technischen Analysen im Projekt GeoSpeicher.bw von Studien zur öffentlichen Akzeptanz und der aktuellen Gesetzeslage begleitet. „Am Beispiel der Niederlande haben wir festgestellt, dass eine enge Zusammenarbeit zwischen Behörden, Wissenschaftlern, der Öffentlichkeit sowie Anbietern zukunftsweisender Energietechnik enorm zielführend ist“, so Fleuchaus.
