Gemeinsame Roadmap von Helmholtz-Zentren und Fraunhofer-Instituten zeigt Handlungsfelder einer nachhaltigen W\u00e4rmeversorgung auf.<\/p>\n\n\n\n
Die H\u00e4lfte der kommunalen W\u00e4rme soll bis 2030 aus klimaneutralen Quellen kommen. Zu diesem Ziel der Bundesregierung kann die Tiefe Geothermie einen gro\u00dfen Beitrag leisten, weil sie best\u00e4ndig und witterungsunabh\u00e4ngig lokal Energie liefert und wenig Fl\u00e4che in Siedlungen belegt. Eine gemeinsame Roadmap von Einrichtungen der Helmholtz-Gemeinschaft, darunter das Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT), und der Fraunhofer-Gesellschaft zeigt, dass Tiefe Geothermie ein Marktpotenzial in Deutschland besitzt, welches Ausbauziele von mehr als einem Viertel des j\u00e4hrlichen deutschen W\u00e4rmebedarfes (\u00fcber 300 TWh) er\u00f6ffnet. Das Papier gibt Handlungsempfehlungen, um dieses Ziel zu erreichen \u2013 so brauche es klare Ausbauziele, gro\u00dffl\u00e4chige, geologische Erkundung, Investitionen in Schl\u00fcsseltechnologien und Fachkr\u00e4fteaufbau.<\/p>\n\n\n\n
\u201eUm das Ausbauziel von mehr als 300 Terawattstunden erreichen zu k\u00f6nnen, brauchen wir Technologieentwicklung\u201c, sagt Prof. Thomas Kohl vom Institut f\u00fcr Angewandte Geowissenschaften des KIT. Er koordiniert das k\u00fcnftige Untertage-Forschungslabor GeoLaB, eine gemeinsame Initiative des KIT mit dem Helmholtz-Zentrum Potsdam \u2013 Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) und dem Helmholtz-Zentrum f\u00fcr Umweltforschung (UFZ). \u201eDie Anwendung und Entwicklung modernster Monitoring- und Analysewerkzeuge im k\u00fcnftigen Untertage-Forschungslabor GeoLaB werden die Erkenntnisse liefern, die f\u00fcr eine sichere und \u00f6kologisch nachhaltige Nutzung der Geothermie und weiterer unterirdischer Ressourcen von gro\u00dfer Bedeutung sind. Ganz wesentlich ist dabei auch die transparente Interaktion mit der \u00d6ffentlichkeit und den Entscheidungstr\u00e4gern\u201c, erl\u00e4utert Kohl.<\/p>\n\n\n\n
\u201eOhne Geothermie wird eine Dekarbonisierung des W\u00e4rmesektors in Deutschland nicht m\u00f6glich sein. Die nat\u00fcrlichen W\u00e4rmepotenziale im Untergrund sind hierf\u00fcr in den meisten urbanen R\u00e4umen vorhanden. Der nachhaltige Ausbau von Geothermie ist eine Investition in die St\u00e4dte unserer Zukunft\u201c, sagt Professor Ingo Sass, Leiter der Sektion \u201eGeoenergie\u201c am GFZ. \u201eDie Forschungseinrichtungen der Helmholtz-Gemeinschaft tragen mit ihren strategisch ausgerichteten Arbeitsprogrammen und ihren einzigartigen Forschungsinfrastrukturen wie beispielsweise dem zuk\u00fcnftigen Untertage-Forschungslabor GeoLaB ma\u00dfgeblich zum Gelingen der Transformation bei\u201c, so Sass weiter.<\/p>\n\n\n\n
Untertage-Forschungslabore wie das GeoLaB besitzen Sass zufolge eine zentrale Bedeutung, weil sie das grundlegende physikalisch-chemisch-biologische Verst\u00e4ndnis f\u00fcr Standorte mit \u00e4hnlichen geologischen Eigenschaften beleuchten. Ingo Sass f\u00fcgt hinzu: \u201eWir setzen unsere Forschungsergebnisse in angewandten, industriellen und demonstrativen Vorhaben um und zeigen damit der Gesellschaft die sichere und gro\u00dfma\u00dfst\u00e4bliche Anwendbarkeit geothermaler Energiebereitstellung.\u201c<\/p>\n\n\n\n
In weiten Gebieten Deutschlands gibt es im Untergrund lokale W\u00e4rmequellen und Speicherm\u00f6glichkeiten. \u201eF\u00fcr den urbanen Raum m\u00fcssen wir Bedarf und lokales Angebot abstimmen. Die ben\u00f6tigte Speichertechnologie entwickelt das KIT derzeit in seiner Helmholtz- Forschungsinfrastruktur DeepStor\u201c, so Professorin Eva Schill vom Institut f\u00fcr Nukleare Entsorgung des KIT, die DeepStor leitet. \u201eWesentliches Element ist dabei auch das regionale W\u00e4rmekonzept, das wir gemeinsam mit B\u00fcrgerinnen und B\u00fcrgern erarbeiten.\u201c<\/p>\n\n\n\n
\u201eDie Beitr\u00e4ge des UFZ konzentrieren sich insbesondere auf den Digitalisierungsprozess und geothermische Systemanalysen\u201d, sagt Professor Olaf Kolditz, der am UFZ das Department Umweltinformatik leitet. \u201eWir verfolgen unter anderem Konzepte der \u201aDigitalen Zwillinge\u2018 und der Virtualisierung, um die nat\u00fcrlichen und technischen Systeme (Reallabore) so realistisch wie m\u00f6glich digital nachzubilden. So k\u00f6nnen geothermische Systeme technisch optimiert, deren effiziente Einbindung in das gesamte Energiesystem simuliert und Umweltwirkungen langfristig abgesch\u00e4tzt werden.\u201d<\/p>\n\n\n\n
Gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen des KIT und des UFZ sowie aus der Fraunhofer-Gesellschaft hat das GFZ die Roadmap erarbeitet. Der GFZ-Forscher Professor Ernst Huenges, Mitherausgeber neben Professor Rolf Bracke von der Fraunhofer-Einrichtung f\u00fcr Energieinfrastrukturen und Geothermie (IEG), sagt: \u201eDie Klimaneutralit\u00e4t des W\u00e4rmemarktes zu erreichen, ist eine riesige Herausforderung und erfordert ein ganzes B\u00fcndel an Ma\u00dfnahmen. Die Marktakteure wie Energieversorger, Industrieunternehmen, Wohnungswirtschaft, Finanzwirtschaft, Politik, Verwaltung, Ausbilder und Kommunen brauchen neue Instrumente f\u00fcr diese komplexe Umsetzungsaufgabe.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Das Strategiepapier soll f\u00fcr alle Akteure die notwendigen Informationen zum geothermischen W\u00e4rmeangebot, zur Vielseitigkeit des W\u00e4rmemarktes und zur technologischen Realisierung der W\u00e4rmewende bereitstellen. Ziel ist es, Handlungsempfehlungen zu geben, um das Potenzial der Geothermie im Sinne der klimaneutralen W\u00e4rmeversorgung umzusetzen.<\/p>\n\n\n\n
Die Roadmap identifiziert f\u00fcnf Handlungsempfehlungen, um die Geothermie zeitnah f\u00fcr den W\u00e4rmemarkt in Deutschland auszubauen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n 1) Klare Ausbauziele:<\/strong> Parlamente und Gemeinder\u00e4te sollten klare Ausbauziele formulieren und diese durch entsprechende Gesetzgebung und Satzungen flankieren vom Bundesbergbaugesetz bis hin zur kommunalen Raumordnung.<\/p>\n\n\n\n 2) Risikoausgleich f\u00fcr Unternehmen und Kommunen:<\/strong> Im W\u00e4rmemarkt sind kleine und mittlere Unternehmen wie Stadtwerke aktiv, die wirtschaftliche Risiken wie die Exploration von Tiefer Geothermie nur begrenzt tragen k\u00f6nnen. Daher braucht es Finanzinstrumente zum interkommunalen Risikoausgleich wie staatliche Versicherungen oder revolvierende Fonds, die sich an Projekten finanziell beteiligen. Zudem sollten die L\u00e4nder ein fl\u00e4chendeckendes geowissenschaftliches Erkundungsprogramm aufsetzen, um das F\u00fcndigkeitsrisiko f\u00fcr Kommunen und Unternehmen zu senken.<\/p>\n\n\n\n 3) Investition in Schl\u00fcsseltechnologien: <\/strong>Damit aus ein paar Dutzend tiefengeothermischen Anlagen in Deutschland Tausende werden, braucht es Investitionen in die Schl\u00fcsseltechnologien, um gro\u00dfindustrielle Ma\u00dfst\u00e4be zu erreichen. Die Schl\u00fcsseltechnologien sind Bohrverfahren, Reservoirmanagement, Bohrlochwasserpumpen, Hochtemperatur-W\u00e4rmepumpen, Gro\u00dfw\u00e4rmespeicher, transkommunale Verbundw\u00e4rmenetze und sektor\u00fcbergreifende Systemintegration.<\/p>\n\n\n\n 4) Aus- und Weiterbildung von Fachkr\u00e4ften: <\/strong>Die wachsende Geothermiebranche schafft regionale Arbeitspl\u00e4tze in Technologieentwicklung, Planung und Produktion sowie bei Errichtung und Betrieb der Anlagen. Man kann von circa f\u00fcnf bis zehn Vollzeit\u00e4quivalentstellen je Megawatt installierter Leistung ausgehen. Um Tausende Fachkr\u00e4fte fort- und weiterzubilden, braucht es akademische Ausbildung und erg\u00e4nzende Curricula zu den bestehenden Angeboten der Handwerks-, Industrie und Handelskammern.<\/p>\n\n\n\n 5) Dialog mit B\u00fcrgerinnen und B\u00fcrgern:<\/strong> Die L\u00f6sung gesellschaftlicher Herausforderungen ben\u00f6tigt gesellschaftliche Akzeptanz. Die kommunalen Akteure brauchen daher nicht nur betriebswirtschaftliche und anlagentechnische Strategien. Es ist erforderlich, mit B\u00fcrgerenergiemodellen, kommunalen Kommunikationsstrategien und transparenten Projekten alle lokalen Interessengruppen mit auf den Weg zur regionalen W\u00e4rmewende zu nehmen.<\/p>\n\n\n\n Der W\u00e4rmesektor macht 56 Prozent des nationalen Energiebedarfs aus. Lediglich 15 Prozent der W\u00e4rme sind regenerativ. Die nun vorgelegte Roadmap diskutiert den Beitrag der Geothermie zur W\u00e4rmewende. Der Schwerpunkt liegt auf den hydrothermalen Reservoiren, also thermalwasserf\u00fchrenden Gesteinen in Tiefenlagen zwischen 400 Metern und 5 000 Metern. Geothermale W\u00e4sser k\u00f6nnen bei Temperaturen zwischen 15 und 180 Grad Celsius aus derart tiefen Brunnenbohrungen gef\u00f6rdert werden. Sie sind Jahres- und Tageszeiten-unabh\u00e4ngig verf\u00fcgbar und lassen sich insbesondere f\u00fcr Nah-, und Fernw\u00e4rme und sogar f\u00fcr Niedrigtemperaturprozesse in der Industrie nutzen. Die Technologie ist ausgereift und kommt seit Jahrzehnten in vielen europ\u00e4ischen St\u00e4dten zur Anwendung, etwa in Paris und M\u00fcnchen.<\/p>\n\n\n\n Die hydrothermale Geothermie \u2013 kombiniert mit Gro\u00dfw\u00e4rmepumpen \u2013 als W\u00e4rmequelle f\u00fcr Fernw\u00e4rmenetze k\u00f6nnte nach den Absch\u00e4tzungen der Roadmap rund ein Viertel des Gesamtw\u00e4rmebedarfes Deutschlands decken, theoretisch rund 300 Terawattstunden Jahresarbeit bei 70 Gigawatt installierter Leistung. Zum Vergleich: 2020 lieferten bundesweit 42 Anlagen 359 Megawatt installierte W\u00e4rmeleistung und 45 Megawatt elektrische Leistung.<\/p>\n\n\n\n