54 Prozent von Deutschland eignen sich als Aquiferspeicher

In einer Studie haben Forschende am Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) und in der Nachwuchsgruppe Nachhaltige Geoenergie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) untersucht, welche Regionen in Deutschland sich für oberflächennahe Niedertemperatur-Aquiferspeicher (englisch: Low-Temperature Aquifer Thermal Energy Storage – LT-ATES) eigenen. Das Ergebnis: 54 Prozent der Fläche in Deutschland sind bis zum Jahr 2050 sehr gut oder gut für LT-ATES geeignet.

Die Potenziale konzentrierten sich im Wesentlichen auf das Norddeutsche Becken, den Oberrheingraben und das Süddeutsche Molassebecken, wie das KIT mitteilte. Visualisiert seien sie detailliert auf einer Karte, welche die Forschenden mit einem Geoinformationssystem (Gis) anhand einer multikriteriellen Entscheidungsanalyse erstellt haben.
 
„Zu den Kriterien für einen effizienten LT-ATES-Betrieb gehören geeignete hydrogeologische Gegebenheiten wie die Produktivität der Grundwasserressourcen und die Grundwasserströmungsgeschwindigkeit“, erklärt Ruben Stemmle, Mitglied der Forschungsgruppe Ingenieurgeologie am AGW und Erstautor der Studie. Wichtig sei auch ein ausgeglichenes Verhältnis zwischen Heiz- und Kühlenergiebedarf. Dieses lasse sich annäherungsweise über das Verhältnis von Heiz- und Kühlgradtagen ermitteln.

13 Prozent mehr bis zum Jahr 2100

Dementsprechend gehen die Forscher auch davon aus, dass die für LT-ATES sehr gut oder gut geeigneten Flächen für den Zeitraum 2071 bis 2100 voraussichtlich um 13 Prozent wachsen werden. Dies sei zurückzuführen auf einen steigenden Kühlbedarf – bedingt durch Klimawandel.

Aquifere sind natürlich vorkommende, abgeschlossene Gesteinsformationen, die in bis zu einigen hundert Metern Tiefe Grundwasser führen. Wasser besitzt eine hohe Fähigkeit, thermische Energie zu speichern; das umgebende Gestein wirkt isolierend. Aquiferspeicher werden durch Bohrungen erschlossen, um beispielsweise Wärme aus Solarthermie-Anlagen oder Abwärme aus Industrieanlagen unter der Erde zu speichern und bei Bedarf heraufzupumpen. Sie lassen sich mit Wärmenetzen und Wärmepumpen kombinieren.
 
In Wasserschutzgebieten sind Aquiferspeicher nur eingeschränkt und in Einzelfällen zulässig. 11 Prozent der technisch sehr gut oder gut geeigneten Flächen könnten den Forschenden zufolge daher nicht genutzt werden. „Alles in allem zeigt unsere Studie jedoch, dass Deutschland ein großes Potenzial für die saisonale Wärme- und Kältespeicherung in Aquiferen besitzt“, sagt Stemmle.

Die Ergebnisse der Studie sind von Ruben Stemmle, Vanessa Hammer, Philipp Blum und Kathrin Menberg unter dem Titel „Potential of low‑temperature aquifer thermal energy storage (LT‑ATES) in Germany“ in der Zeitschrift Geothermal Energy veröffentlicht worden. Der Text ist im Internet frei abrufbar.