GEO.MAT – Effizienzsteigerung von geothermischen Energiesystemen mit Wärmepumpentechnologien

Österreichs Thermen sind große Energieverbraucher: 60–70 % des Wärmebedarfs entfällt auf die Becken, gleichzeitig wird geothermisch genutztes Thermalwasser häufig noch mit hohem Temperaturniveau als Schwall-/Rückspülwasser ungenutzt abgeführt. GEO.MAT adressiert dieses Potenzial und entwickelt Lösungen, um Thermen Schritt für Schritt zu dekarbonisieren.

Im Projekt werden an zwei Demonstrationsstandorten (Sonnentherme Lutzmannsburg und H2O Hotel‑Therme Bad Waltersdorf) und einem Transferstandort (Reduce Bad Tatzmannsdorf) Maßnahmenpakete geplant, simuliert und umgesetzt: (1) Nutzung von Abwärmequellen wie Rückspülwasser (~30°C), Klimakaltwasser/Lüftung sowie Trinkwasserkühlung, (2) kaskadierte Wärmepumpennutzung und optimierte Wärmetauscher für niedrige Becken-Solltemperaturen, (3) thermische Speicher und die Nutzung der Becken als Flexibilitätselemente für Peak Shaving und Lastverschiebung.

Ein Kernelement bildet das digitalisierte Energiemanagement mit daten- bzw. modellprädiktiver Regelung (DPC/MPC). Ein dynamisches Optimierungsmodell (u.a. MILP) unterstützt die Auslegung und den lastpunktoptimierten Betrieb von Wärmeerzeugern, Speichern und Netzanbindung (z.B. bidirektionale Einbindung in Fernwärme/-kälte). Erste Potenzialstudien zeigen, dass durch Abwärmenutzung und Effizienzmaßnahmen erhebliche Einsparungen möglich sind – in den beiden Demonstrationskonzepten werden jährliche CO₂‑Einsparungen in der Größenordnung von 1.200 bis 2.000 t erzielt. Die Ergebnisse werden als reproduzierbare Integrationskonzepte und Roadmap aufbereitet, um die Umsetzung in weiteren Thermen in Österreich und Mitteleuropa zu beschleunigen.