 |
Gemeinde/Ökologie/Erdwärme
Nutzung der oberflächennahen Geothermie
in den Gebäuden:
- Freiwilligen Feuerwehr Groß Grenz
Bürgerhaus/Kindergarten Groß Grenz
4 Privathaushalte der Gemeinde
Im Ergebnis von naturräumlich basierten Potenzialstudien
werden für das Bundesland Mecklenburg-Vorpommern
aufgrund der hervorragenden naturräumlichen Bedingungen
erhebliche Potenziale der dezentralen Nutzung der oberflächennahen
Geothermie ausgewiesen.
Es besteht jedoch regional ein großer
Nachholbedarf bei
der breiten Etablierung dieser regenerativen Energietechnik.
Perspektivisch sind monovalente (ausschließlich
Erdwärme) oder bivalente Nutzung (Erdwärme
und z.B. Solarthermie) der Erdwärme in bis zu 30 % der
Neubauten im ländlichen Bereich Mecklenburg-Vorpommerns
erreichbar.
Hemmnisse bei der Verbreitung der oberflächennahen Geothermie
als dezentrale Lösung der Wärmeversorgung im ländlichen
Raum in Mecklenburg-Vorpommern sind aufgrund von Informationsdefiziten
und der allgemeinen Knappheit von Investitionsmitteln
der Gemeinden gegeben. Vor allem im ländlichen Raum fehlen
frei zugängliche Demonstrationsanlagen der Nutzung
der Erdwärme zur Schaffung von Akzeptanz und Verbreitung
dieser regenerativen Energietechnik.
Die Gemeinde Bröbberow hat deshalb die "Regenerative
Wärmeversorgung in der Freiwillige Feuerwehr Groß Grenz
und im Bürgerhaus/Kindergarten Groß
Grenz" mit oberflächennaher Geothermie (Erdwärme)
realisiert. Die Wärmeversorgung der Freiwilligen
Feuerwehr Groß
Grenz und des Bürgerhaus/Kindergarten Groß Grenz ist
mit einem erdgekoppelten Wärmepumpensystem realisiert
worden. Im Bürgerhaus/Kindergarten wurde noch zusätzlich ein
Kühleffekt für die Temperierung in den Sommermonaten genutzt Die regenerative Wärmequellenanlage wurde mit
Erdwärmesonden hergestellt. Unter geologischer Fachaufsicht (H.S.W. GmbH) wurden
drei Erdwärmesonden je 50 m eingebaut.
Die Anzeige bzw. Anfrage des Bauvorhabens bei der Unteren Wasserbehörde
Landkreis Bad Doberan ist positiv beschieden worden.
Emissionsminderungen
und/oder Energieeinspareffekte
Die Gemeinde Bröbberow will durch die Realisierung des
Vorhabens einen Beitrag zur Umsetzung der lokalen Agenden
im Bereich Umweltschutz, Umweltbildung und Nachhaltige Entwicklung
leisten.
Der Wärmebedarf des Gebäudes Freiwillige Feuerwehr beträgt ca. 12 000 kWh/Jahr. Es wird eine CO2 -Ersparnis
durch den Betrieb der Anlage von ca. 2.5 t /Jahr erwartet.
Das Gebäude Freiwillige Feuerwehr ist eine gemeindliche Begegnungsstätte
(Kulturarbeit, ständige Ausstellungen, Workshops, Arbeitsgemeinschaften,
Gemeindeversammlungen) und bedarf aufgrund
der Nutzung der ständigen Absicherung einer
Grundheizlast durch ein Niedertemperaturheizsystem.
Zur Absicherung der ständigen Einsatzbereitschaft der Feuerwehrtechnik
müssen im Gebäudeteil Fahrzeughalle Temperaturen
dauerhaft über 10° C gewährleistet werden. Für
die dargestellten kombinierten Anforderungen stellt die Nutzung
der oberflächennahen Geothermie (Erdwärme) und die
Wärmeausbringung über ein Niedertemperaturheizsystem
eine sehr energieeffiziente und wirtschaftliche Lösung
dar. Beide Gebäudeteile können mit einem Heizsystem
versorgt werden
Mit der Durchsetzung dieser Vorhaben wurde ein nachhaltiger
gemeinschaftlicher ökologischer und ökonomischer Nutzen
im Gemeindegebiet erreicht:
- Reduzierung der CO2-Emissionen,
- Realisierung des emissionsfreien Heizens,
- Freisetzung von Gemeindefinanzen für weitere Projekte
durch Reduzierung der Betriebskosten der Heizanlage,
- Schaffung von Demonstrationsanlagen für die Erdwärmenutzung.
Ein wichtiges Ziel war die Erhöhung bzw. Durchsetzung der
Akzeptanz der regenerativen Energietechnik. Von den Demonstrationsanlagen,
Bürgerhaus/Kindergarten und Freiwillige Feuerwehr
werden starke Multiplikationseffekte für zukünftige
Neubau- bzw. Sanierungsmaßnahmen im Gemeindegebiet
ausgehen. Gegenwärtig bietet sich die Chance durch gezielte
Informationsmaßnahmen im Gemeindegebiet beim vielfach
anstehenden Austausch von Öl- bzw. Gaskesseln auf
die Installation von Erdwärmeanlagen hinzuwirken.
Diese Vorhaben sind eine Stufe des Ausbaus der
Gebäude zu Demonstrationszentren für regenerative
Energien. In den kommenden Jahren soll ein weiterer Ausbau
von Gebäuden in der Gemeinde mit regenerativen Energietechniken (Solarthermie,
Photovoltaik) erfolgen. Die Gemeinde wird Führungen
im Rahmen schulischer Projekttage anbieten und damit
einen Beitrag zur lokalen Umweltbildung leisten.
***********************************************
Erdwärme
Die Nutzung der Geothermie (syn. Erdwärme) weist in Anbetracht
der Verteuerung von Primärenergieträgern auf dem Weltmarkt
ein erhebliches Entwicklungs- und Wert-schöpfungspotential
für das Bundesland Mecklenburg-Vorpommern auf. Als regenerative
Energie werden Erdwärmenutzungen zukünftig einen
deutlichen Beitrag zur Substitution von Heizöl und Erdgas
bzw. zur Reduzierung der CO2 -Emissionen leisten.
Erhebliche Einsparpotentiale zur Reduzierung von CO2-Emissionen
in der Bundesrepublik Deutschland liegen im Bereich der Wärmeversorgung
und Dämmung von Gebäuden (Kolloquium der Deutschen
Energie Agentur zur EnEV, Berlin 2002). Die neue Energieeinsparverordnung
trägt diesem Sachverhalt mit der Einführung eines
Energiepasses für Gebäude Rechnung. Bei einer
energetischen Bewertung wird die Substitution von CO2-Emissionen
durch Etablierung regenerativer Energietechniken gegenüber
der Vermeidung durch Dämmung adäquat berücksichtigt.
Nutzungen der Erdwärme (Geothermie) haben eine über
3.000-jährige Geschichte. Die unerschöpfliche Ressource
Erdwärme speist sich aus dem radioaktiven Zerfall
der Elemente im Erdkern. Der vom Erdkern zur Erdoberfläche
gerichtete Wärmestrom ist durch den geothermischen
Gradienten charakterisiert (DT im Mittel 3.3 K je 100 m). In
regional, lithofaziell und tektonisch besonders ausgeprägten
geologisch/hydrogeologischen Bereichen können die geothermischen
Gradienten von der Normalausbildung abweichen. So sind in einigen
geologischen Störungszonen Europas hochthermale geothermische
Ressourcen bereits an der Oberfläche nutzbar.
In Mecklenburg-Vorpommern ist in den oberflächennahen Schichten
ein "normal" ausgeprägter geothermischer Gradient
mit durchschnittlich folgendem Temperaturregime anzutreffen
(IFFLAND, 2001):
Tiefe unter Gelände
0-100 m 
9-11 ° C
>100 m
>11 ° C.
Die im süddeutschen Raum seit 15 Jahren erfolgreich etablierten
Technologien zur Nutzung der oberflächennahen Geothermie
werden seit wenigen Jahren zunehmend auch in Mecklenburg-Vorpommern
genutzt. Die Zahl der Neuinstallationen ist aufgrund der Verteuerung
der Primärenergieträger Öl und Gas und eines
deutlich veränderten Umweltbewusstseins der Bevölkerung
deutlich steigend. Ein weiterer Aspekt der innovativen Energietechnik
ist die Verbesserung des Raumkomforts bei der systembedingten
Realisierung von Niedrigtemperatur- Heiz- bzw. Kühlsystemen.
Die wärmepumpenunterstützte Nutzung des niedrigthermalen
Wärmepotentials der oberflächennahen Schichten bis
ca. 200 m (Oberflächennahe Geothermie) bietet die Möglichkeit
der wirtschaftlichen Anwendung regenerativer oberflächennaher
Erdwärme zum Kühlen und Heizen von Einzelgebäuden
und dezentralen Standorten. Durch wechselseitigen Betrieb (Heizen
und Kühlen) sowie die Nutzung bauteilaktivierter Flächen
(Decken, Wände, Fußboden) kann der Gesamtwirkungsgrad
der Anlagen erheblich verbessert werden.
Die Anlagenkomponente Wärmepumpe als ein wesentlicher Bestandteil
der Erdwärmeanlage arbeitet unter folgenden Voraussetzungen
besonders wirtschaftlich und umweltfreundlich, d.h. mit einer
besonders hohen "Ausbeute" an regenerativer
Erdwärme:
» die mittlere Wärmequellentemperatur sollte möglichst
hoch liegen (ca. 0-8C°)
» die Vorlauftemperatur des Heizsystems sollte möglichst
niedrig liegen (<=35C°).
Erdwärmesonden
Die Nutzung der oberflächennahen Geothermie über teilweise wärmepumpenunterstützte
Erdwärmesondenanlagen ist eine schutzgutneutrale, betriebssichere
und wirtschaftliche Lösung. Erdwärmesonden als geschlossene
erdbürtige Wärmeüberträger (siehe Abbildung 1) führen
nicht zur direkten Nutzung des Grundwassers, sondern nutzen
lediglich das Wärmepotential des Erdreichs (Matrix+Grundwasser).
Ihr Einsatz kann unabhängig von Wasserchemismus und hydraulischer
Leitfähigkeit der Substrate realisiert werden.
Die durchschnittliche Einbautiefe beträgt 60 bis 150 m.
Erfolgreiche Projekte in ganz Europa dokumentieren wirtschaftliche
und betriebssichere Lösungen der Wärme- und Kälteversorgung
mit Erdwärmesondenanlagen. In der Schweiz werden mehr als 15
% der ländlichen Wärmeversorgung über entsprechende Systeme
realisiert. In der Nutzung der oberflächennahen Geothermie in
Deutschland werden erhebliche Potentiale für die effiziente
und wirtschaftliche Substitution von Primärenergieträgern gesehen.
Abbildung 1: Einbringen einer Erdwärmesonde
Liegt die geplante Anlage außerhalb von Restriktionsflächen,
erfolgt im Regelfall eine Zustimmung der Unteren Wasserbehörde.
Die Arbeitszahlen der Erdwärmesondenanlagen werden durch
Wechselbetrieb (Kühlen und Heizen) erheblich verbessert.
Eine Bemessung von Erdwärmesondenanlagen erfolgt gemäß
VDI-Richtlinie 4640. Zusätzlich ist der Nachweis der
quasi stationären Sondenleistung mit spezieller Bemessungssoftware
zu führen. Dazu wird das geologische Vorprofil (Auswertung
geologischer Primärdaten, Hydrogeologische Spezialkarte)
thermodynamisch bewertet und im Bemessungsprogramm berücksichtigt.
Abbildung 2 dokumentiert das simulierte Langzeittemperaturverhalten
einer Erdwärmesonde für ein Einfamilienhaus über
einen Zeitraum von 25 Jahren.
Abbildung 2: Simuliertes Temperaturverhalten
einer Erdwärmesonde
für ein Einfamilienhaus
Durch den energetischen Nachweis werden Über- bzw.
Unterbemessung der Wärmequellenanlage verhindert. Unterbemessungen
der Erdwärmesonden haben erhebliche Auswirkungen auf Betriebskosten
und Betriebssicherheit. Da unterbemessene Erdwärmesonden
in den ersten 2 - 5 Jahren vom statischen Wärmevorrat des
Erdreichs zehren, treten die Schäden (Anstieg der Betriebskosten,
Sondenfeldvereisung) zeitversetzt auf.
Der Ausbau der Erdwärmesonden muss mit zertifiziertem,
werkseitig druckgeprüftem Material erfolgen. Die Errichtung
von Erdwärmesonden hat entsprechend VDI-Richtlinie
4640 unter Einhaltung sämtlicher gesetzlicher Bestimmungen
durch eine DVGW zugelassene Fachbohrfirma sowie unter fachgeologischer
Aufsicht zu erfolgen.
----------------------------------------------------------------------------
Förderung der Erdwärme
Das Land Mecklenburg-Vorpommern fördert die Nutzung der
Erdwärme mit folgenden Programmen:
Umweltministerium Klimaschutzprogramm (u.a. Gemeinden,
Vereine, Wohnungsgesellschaften bis 40 %),
Wirtschaftsministerium Programm "Zukunftsträchtige
Energietechnologien" bis 25 % (KMU).
----------------------------------------------------------------------------
|
|
.
. .
Bilder
|
