„nachhaltige technologien 02 | 2024"

In Wien zeigen diverse Projekte exemplarisch die Vorteile von Anergienetzen auf. Diese Anergienetze umfassen ein Spektrum von Versorgungslösungen auf Ebene von Siedlungshäusern bis hin zu gesamten Quartieren. Eines dieser innovativen Projekte ist das Kraftwerk Krieau, welches das Quartier „ViertelZwei“ in Wien über regenerative Technologien, wie Erdwärmesonden und Abwasserwärmetauscher mit Wärme bzw. Kälte versorgt. Hierbei wird der Wärme- und Kältebedarf mehrerer Gebäude, welche insgesamt über 600 Woh- nungen umfassen, gedeckt. Somit konnten allein durch das Kraftwerk Krieau seit der Inbetriebnahme im Jahr 2017 etwa 310 Tonnen CO 2 eingespart werden. Ein anderes Beispiel für ein innovatives Wohnbau- projekt ist das Baufeld H6 im Stadtteil Aspern, eben- falls in Wien. Bei diesem Wohnbauprojekt handelt es sich um einen Wohnblock, welcher den Wärme- bzw. Kältebedarf durch zwei Erdsondenfelder deckt. Neben ihrer Beteiligung am Kraftwerk Krieau und dem Baufeld H6 in Aspern, ist das Unternehmen Beyond Carbon Energy auch in zahlreichen weiteren Projekten engagiert, die sich auf die Implementie- rung und den Betrieb von Lösungen für erneuerbare Energiesysteme konzentrieren. Aufgrund dieser umfangreichen Projekterfahrung verfügt Beyond Carbon Energy über ein tiefgreifendes Fachwissen im Betrieb der Anergienetze, insbesondere unter Be- rücksichtigung der Herausforderungen, die sich aus der Nutzung von niederexergetischen Wärmequellen ergeben. Gleichzeitig ergeben sich aus diesen vielen Praxisbeispielen aber auch zahlreiche Fragestellun- gen, die einer Beantwortung bedürfen. Dazu zählen beispielsweise die Auswirkungen der Bodenbeschaffenheit auf die Leistung der Erdwär- mesonden, die Interaktion der Erdwärmesonden in Abhängigkeit von ihrem gegenseitigen Abstand und der Einfluss regionaler Gegebenheiten auf die optimale Sondenkonfiguration. Neben diesen technischen Aspekten sind auch wirtschaftliche Fragestellungen (z.B. optimierte Dimensionierung von Erdsondenfeldern) von Bedeutung. Das Projekt „GeoHub“ widmet sich genau diesen Fragestellungen mit einem besonderen Fokus auf das Verhalten von Erdwärmesondenfeldern. Im Projektkonsortium von GeoHub arbeiten BCE Beyond Carbon Energy, GeoSphere Austria, Kieback & Peter und AEE INTEC in den nächsten 3 Jahren an diesen Fragestellungen. Erdwärmesonden und Erdwärmesondenfelder Das Prinzip ist grundsätzlich einfach und auch durch zahlreiche internationale Forschungsarbeiten bestä- tigt. Erdwärmesonden, die in Wohnbauprojekten ein- gesetzt werden, nutzen oberflächennahe Geothermie und reichen in der Regel bis zu 150 m in die Tiefe. Die Leistung der Wärmezufuhr bzw. -abfuhr variiert je nach Bodenbeschaffenheit zwischen 30-70 W/m. Erdwärmesonden ermöglichen es, den Erdboden wie einen thermischen Speicher zu laden und zu entladen. Es ist bekannt, dass es dabei zu thermischen Wechsel- wirkungen kommen kann. Für eine optimale Nutzung in städtischen Gebieten, wo eine hohe Dichte an Erd- wärmesonden vorliegt, ist es wichtig, die thermischen Wechselwirkungen bewerten zu können. Somit ist es unerlässlich, sowohl die Mechanismen des unterirdi- schen Wärmetransports als auch die verschiedenen Betriebsmodi der Sonden in Betracht zu ziehen. Vorgehensweise im Projekt Im Kontext des Projekts „GeoHub“ erfolgt eine de- taillierte Erfassung und Auswertung der thermischen Leistung, die dem Erdreich zugeführt und entnom- men wird, in Demonstrationsumgebungen wie im „ViertelZwei“ oder in Aspern beim „Baufeld H6“. Ergänzend hierzu werden systematische Messungen der Vor- und Rücklauftemperaturen der Erdsonden- felder durchgeführt. Diese umfangreichen Datener- hebungen ermöglichen eine tiefgreifende Analyse und ein umfassendes Verständnis des aktuellen Betriebsverhaltens der Erdsondenfelder. Ergänzend dazu existieren für die Stadt Wien zahl- reiche Messungen für diverse Bodenparameter, einschließlich der Wärmeleitfähigkeit des Bodens in verschiedenen Tiefen. Der Erdboden besteht nicht nur aus verschiedenen Erdschichten, sondern beher- bergt auch Grundwasser. Dieses Grundwasser kann eine Strömung haben, die in der Lage ist, Wärme- oder Kältefahnen zu erzeugen. Abbildung 2: Bau der Erdwärmesonden Aspern Baufeld H6 Foto: BCE Beyond Carbon Energy Abbildung 1: Das Quartier "ViertelZwei" in Wien wird über rege- nerative Technologien mit Wärme bzw. Kälte versorgt Foto: BCE Beyond Carbon Energy