Forschungsprojekte

ErdEisII

ErdEisII - Verbundprojekt Erdeisspeicher und oberflächennahe Geothermie (Umsetzung) - Rechnergestützte Planungsoptimierung des Quartiers und praxistaugliches Auslegungstool Erdeisspeicher

ErdEisII Cooperated Project: Soil Ice Storage and Near-surface Geothermics (Implementation) Subproject: Technische Universität Dresden – computer-based planning optimization of the quarter and applicable dimensioning tool for soil ice storages

Basisdaten

  • Status: Laufend
  • Institut: Institut für Bauklimatik
  • Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. John Grunewald
  • Bearbeiter: Hans Petzold
  • Finanzierungstyp: nichtwirt.
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
  • Programm: Energieoptimierte Gebäude und Quartiere - dezentrale und solare Energieversorgung (EnGQ)
  • Förderkennzeichen: 03ET1634C
  • Zeitraum: 01.03.2019 - 28.02.2022

Forschungsfelder/-themen

  • Gebäude
    • Energieautarkie
    • Gebäudeenergieeffizienz
  • Quartiere und Siedlungen
    • Energiespeicher
    • Nahwärmeversorgung
  • Regernative Energien
    • Erdeisspeicher
    • Oberflächennahe Geothermie

Zusammenfassung

Das Ziel des Anschlussvorhaben ErdEis II besteht darin, mit der Realisierung eines neuartigen Erdeisspeichers in einem Pilotvorhaben die wirtschaftliche und technische Umsetzbarkeit dieser Technologie zu beweisen und somit einen Beitrag zur emissionsfreien, regenerativen Wärmeversorgung in Deutschland zu leisten. Der Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf der großtechnischen Umsetzung eines Erdeisspeichers zur Wärme- und Kälteversorgung eines Quartieres in zwei Varianten. Hier spielt auch die Verteilung der Wärme/Kälte mit Hilfe eines Kalten Nahwärmenetzes aufgrund der komplexen hydraulischen Einbindung verschiedenster Quellen und Senken eine entscheidende Rolle. Das im Rahmen des angestrebten Forschungsvorhabens entwickelte Werkzeug zur Planung und Auslegung des Erdeisspeichers ermöglicht die Übertragung der Ergebnisse auf andere Bauvorhaben und somit ein hohes Multiplikationspotential. Die Erdeisspeicher dienen als Wärme- und Kältequelle für Wärmepumpen zur Versorgung der Gebäude im geplanten Quartier. Vorteile des Erdeisspeichers sind die deutlich höhere Speicherdichte gegenüber klassischen Geothermiefeldern und die Möglichkeit Wärme und Kälte saisonal zu verschieben. Aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus kann der Speicher das ganze Jahr über als Kältequelle genutzt werden. Um unterschiedlichste Einsatzszenarien untersuchen zu können erfolgt die Umsetzung von zwei Varianten. Um die Betriebsweise des Erdeisspeichers vollumfänglich erfassen zu können, wird ein geothermisches Messfeld im Erdreich implementiert. Dies ermöglicht den Vergleich des Erdeisspeichers mit Geothermiefeldern aus anderen Forschungsprojekten. Die gewonnenen Erkenntnisse über die Vereisung des Erdreiches werden der Öffentlichkeit und anderen Akteuren aus Forschung und Politik im Rahmen von Veröffentlichungen und Vorträgen bereitgestellt. Durch die zielgerichtete Verbreitung des entwickelten Auslegungstools soll die Technologie allgemeine Akzeptanz und Verbreitung finden.

Kooperationspartner

  • BUILD.ING Consultants + Innovators GmbH, Dr.-Ing. Volker Stockinger
  • Friedrich-Alexander-Universität Erlangen, Dr. David Bertermann
  • RWTH Aachen, Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller
  • Schleswiger Stadtwerke GmbH

Projektverlauf

ErdEis II ist auf drei Jahre angelegt und in fünf Arbeitspakete mit insgesamt 19 Unterpaketen unterteilt. Das Teilvorhaben der Schleswiger Stadtwerke umfasst die technologische und wirtschaftliche Planung, Umsetzung und Inbetriebnahme des Erdeisspeichers und des Kalten Nahwärmenetzes (AP 1), die Erarbeitung von Abrechnungsmodellen für zukünftige Bauvorhaben (AP 3.3), die Entwicklung neuartiger Komponenten (AP 4) sowie die technische Projektkoordination (AP 5.1). Das Teilvorhaben der BUILD.ING Consultants + Innovators GmbH befasst sich zunächst mit der Unterstützung der Planung des Erdeisspeichers und des Kalten Nahwärmenetzes sowie der Inbetriebnahme (AP 1), der Planung der messtechnischen Erfassung (AP 2), der Mitarbeit bei der Entwicklung neuartiger Komponenten (AP 4) und eines praxistauglichen Auslegungstools für Erdeisspeicher (AP 5.2) sowie der wissenschaftlichen Projektkoordination (AP 5.1). Das Teilvorhaben der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen beinhaltet die Planung und Umsetzung der messtechnischen Erfassung des Erdeisspeichers (AP 2.1) sowie die Untersuchungen zu nichttechnischen Hemmnissen beim Einsatz von Erdeisspeichern (AP 3). Das Teilvorhaben der Technischen Universität Dresden behandelt im Schwerpunkt die rechnergestützte Planungsoptimierung des Quartieres (AP 1.1) sowie die Unterstützung bei der Erstellung des praxistauglichen Auslegungstools für Erdeisspeicher (AP 5.2). Die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen befasst sich in Ihrem Teilvorhaben zum Anschlussvorhaben ErdEis II mit der rechnergestützten Planungsoptimierung des Kalten Nahwärmenetzes unter Einbindung unterschiedlichste Erzeuger und Verbraucher und variabler Verschaltung dieser untereinander (AP 1.1).

Ergebnisse

Berichte

Publikationen

Abschlussarbeiten

Externe Verweise

Bilder