Projektlaufzeit: 10/2019 – 03/2023

Das BMWi-Projekt EASyQuart ist ein Gemeinschaftsprojekt der Verbundpartner geoENERGIE Konzept GmbH Freiberg, dem Helmholtz Zentrum für Umweltforschung - UFZ und der HTWK Leipzig.

Ziel ist die Entwicklung eines standortbasierten Entscheidungshilfesystems zum Heizen und Kühlen von Stadtgebieten mit oberflächennahen geothermischen Ressourcen. Basierend auf den erwarteten Ergebnissen sollen Entwurfsverfahren, rechtliche Rahmenbedingungen und Geschäftsmodelle in Form von Handlungsempfehlungen flexibler gestaltet werden können. Verbesserte Instrumente werden im Bereich innovativer Methoden zur Exploration und Überwachung im Untergrund, der Gebäudetechnik, der numerischen Simulation von unterirdischen Prozessen und Gebäudetechnikkomponenten der betrachteten Energiesysteme sowie der integrierten 3D-Visualisierung im Entscheidungshilfesystem eingeführt. Analysen an Demonstrationsstandorten dienen zur Parametrisierung von Simulationsmodellen und zur Auswertung einzelner Projektergebnisse.

Die Innovation der Projektidee besteht in der Entwicklung von Instrumenten für die standortbezogene Analyse der Angebots- und Nachfrageseite, einschließlich ihrer Validierung mit Standortdaten, und bietet gewerblichen Nutzern und Behörden Unterstützung bei der Vorhersage der Wirtschaftlichkeit von Nutzungsoptionen des oberflächennahen Untergrunds zum Heizen und Kühlen von einzelnen Gebäuden in städtischen Gebiete.

AP 1 stellt für die Untersuchungen zu dezentralen geothermischen Ressourcen repräsentative Lastprofile für das Heizen und Kühlen unterschiedlicher Gebäudetypen in Stadtquartieren bereit. Im Ergebnis sollen für den Einsatz von Erdwärmepumpen unter besonderer Berücksichtigung typischer, diskontinuierlicher Lastfälle erweiterte Definitionen und Modelle für Referenzgebäude und -anlagentechnik vorliegen. Schwerpunkt in AP1 ist auch die Identifikation konkreter Nutzungsoptionen aus den Bereichen Wärmegewinnung und Wärmespeicherung für die weiteren Projektanalysen.

AP 5 | Unter Nutzung der Modelle aus AP1 in Verbindung mit den Ergebnissen aus AP2 sollen Effizienzuntersuchungen zur Energiebilanz in Gebäuden erfolgen. Es ist zu prüfen, welchen Einfluss die optimierte Auslegung der untertägigen Systemkomponenten im Zusammenhang mit angepassten Gebäude- und Anlagenmodellen auf die Effizienz des Gesamtsystems hat. Es wird angestrebt, die Ergebnisse von Prognosesimulationen mit realen Monitoringdaten von Haustechnik abzugleichen. Hieraus sollen mögliche Konsequenzen für potenzielle Erweiterungen eines intelligenten Anlagenmonitorings und/oder Veränderungen der Betriebsweise des gesamten geothermischen Systems mit seinen unter- und obertägigen Komponenten abgeleitet werden. Darüber hinaus sollen innovative Monitoringkonzepte entwickelt werden, die die Bereiche Haustechnik, Simulation und Hydrogeologie sinnvoll vereinen.

HTWK-Projektteam: Prof. Dr.-Ing. Stephan Schönfelder, B.Eng. Paul Satke

Zur Ermittlung des optimalen Arrangements der untertägigen Anlagenkomponenten bezüglich einer hohen geothermischen Ertragsleistung werden in diesem Arbeitspaket verschiedene Szenarien für die im AP1 definierten Nutzungsoptionen numerisch untersucht. Im Rahmen dieser Szenariensimulationen sind Sensitivitätsstudien geplant, um Informationen zu gewinnen, welche Parameter großen Einfluss auf die Simulationsergebnisse ausüben und somit besonderer Sorgfalt bei deren Ermittlung bedürfen. Untergrundparameter sind nur lokal an diskreten Punkten bekannt und daher mit Unsicherheiten behaftet, die für eine aussagekräftigere Vorhersage der relevanten Prozesse berücksichtigt werden sollten. Dazu dient die Unsicherheitsanalyse, bei der der Einfluss einer statistisch basierten Variation von verschiedenen Parametern auf das Simulationsergebnis untersucht wird. Die Ergebnisse dieser Analysen sollen hinsichtlich ihrer praktischen Relevanz sowie auch hinsichtlich ihrer Bedeutung für eine potenziell erforderliche Flexibilisierung regulativer Rahmenbedingungen bewertet werden.

HTWK-Projektteam: B.Sc. Katrin Lubashevsky, M.Eng. Jakob Randow, B.Eng. Simon Lewi Richter

Eine Reihe von Aspekten des im geplanten Vorhaben zu entwickelnden Prognoseinstrumentariums als Bestandteil eines Entscheidungshilfesystems zur Auslegung oberflächennaher geothermischer Systeme werden mit Daten unterschiedlicher realer Standorte validiert. Entsprechende Daten stehen entweder den Verbundpartnern Verfügung bzw. werden im hier beantragten Verbundvorhaben im Rahmen von Feldarbeiten an ausgewählten Demonstrationsstandorten erhoben.

HTWK-Projektteam: B.Sc. Katrin Lubashevsky, M.Eng. Jakob Randow

BMWK | Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz

geoENERGIE Konzept GmbH Freiberg
UFZ | Helmholtz Zentrum für Umweltforschung

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