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Wärmeleitfähigkeit bis 100 m Tiefe

Die Karte zeigt die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Gesteine im Untergrund bis 100 m Tiefe. Sie wird in 17 Ergiebigkeitsstufen klassifiziert, von 4 W/(m*K), dargestellt. Die Klassifizierung erfolgt auf Grundlage der mittleren spezifischen Wärmeleitfähigkeit der anzutreffenden Gesteine im Untergrund in [W/(m*K)] bis 100 m Tiefe. Basis für die Berechnung der geothermischen Ergiebigkeit sind repräsentative Bohrungen aus dem Bayerischen Bodeninformationssystem (BIS). Anhand der lithologischen Beschreibung der Bohrungen, wie z. B. Sand, Kalkstein oder Granit, und der Grundwasserverhältnisse (trocken/gesättigt) werden den einzelnen Schichten bis in 100 m Tiefe entsprechende gemessene Wärmeleitfähigkeiten zugewiesen. Nachfolgend wird ein mittlerer Wert für die jeweilige Tiefenstufe angegeben und interpoliert. Der Datensatz stellt eine Grundlage für großräumige Betrachtungen dar und ersetzt nicht die Durchführung von Detailuntersuchungen.

Geothermisches Potenzial - spezifische Wärmeleitfähigkeit und spezifische Entzugsleistung 2017

Allgemeines In den vergangenen Jahren wurde die Erdwärme (Geothermie) in Berlin bereits vielfach genutzt. Seit dem Jahr 2004 stieg die Anzahl der Anlagen zur Nutzung der oberflächennahen Erdwärme von 132 auf rd. 3.500 Anlagen im Jahr 2018 (Stand 30.09.2018). Dieser Trend hält auch weiterhin an und stellt einen wichtigen Faktor beim Energiemix der künftigen Nutzung der erneuerbaren Energien dar. Die Erdwärme ist im Gegensatz zu den meisten anderen erneuerbaren Energieträgern wie Wind, Wasser oder Sonne eine Energieform, die unabhängig von Witterung, Tages- und Jahreszeit nahezu ständig zur Verfügung steht. Der Nutzung der oberflächennahen Erdwärme steht ein ganzes Spektrum von technischen Möglichkeiten zur Verfügung. Alle diese Verfahren benötigen eine Wärmepumpe, die in der Lage ist, die relativ niedrige Temperatur des Untergrundes bzw. des Grundwassers in diesen Tiefen von 8 – 11 °C mit Hilfe von mechanischer / elektrischer Energie auf ein für Heizzwecke geeignetes höheres Temperaturniveau zu bringen. Neben vielen anderen möglichen Verfahren wird heute in Berlin zu 93 % die Erdwärme mit vertikalen Erdwärmesondenanlagen erschlossen (siehe Abb. 1). Erdwärmesonden sind geschlossene Kunststoffrohrsysteme, die in Bohrlöchern installiert werden und in denen ein Wasser-/Sole-Gemisch zirkuliert, welches dem umgebenen, mit Grundwasser erfüllten Gestein die Wärme entzieht. Die Tiefe der Erdwärmesonden liegt in der Regel je nach geologischer und anlagenbedingter Voraussetzung zwischen 40 bis 100 m. Zur Erhöhung der Planungssicherheit dieser Erdwärmesondenanlagen werden hier Potenzialkarten zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit (Karten 02.18.1 – 02.18.4) und speziell für Einfamilienhäuser zur spezifischen Entzugsleistung (Karten 02.18.5 – 02.18.12) dargestellt. Hierin sind die dafür maßgeblichen geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse subsummiert. Da der Einbau von Erdwärmesondenanlagen in den Untergrund potenziell mit einem Risiko der Grundwassergefährdung verknüpft ist, werden zum Schutz des Grundwassers bei der Errichtung einer solchen Anlage hohe wasserrechtliche Anforderungen an das Bohrverfahren, die anschließende Bohrlochabdichtung, Drucktests, Dokumentation etc. gestellt. Neuere Forschungsergebnisse, Schadensfälle sowie die stark gestiegene Anzahl der Erdwärmesondenanlagen bestätigen diese Gefährdung immer wieder. Da Berlin sein Trinkwasser zu 100 % aus dem Grundwasser und fast ausschließlich aus dem eigenen Stadtgebiet bezieht, werden deshalb bei der Errichtung einer Erdwärmesondenanlage in dem dafür erforderlichen wasserbehördlichen Erlaubnisverfahren zum Schutz des Grundwassers besonders hohe Anforderungen gestellt. Näheres dazu unter www.berlin.de/sen/uvk/_assets/umwelt/wasser-und-geologie/publikationen-und-merkblaetter/merkblatt_geothermie.pdf Spezifische Wärmeleitfähigkeit Die spezifische Wärmeleitfähigkeit stellt das Vermögen des Gesteins dar, die Wärme weiter zu leiten. Sie ist eine der wichtigsten Kenngrößen im Zusammenhang mit der korrekten Dimensionierung der Erdwärmesondenanlage. Sie ist ein Maß dafür, wie schnell die entnommene Wärme über die im Untergrund anstehenden Gesteine nachgeliefert werden kann. Die Einheit wird in Watt pro Meter * Kelvin [W/mK] angegeben. Die Wärmeleitfähigkeit ist eine gesteinsspezifische Eigenschaft, die vom Mineralgehalt, der Porosität und der Porenfüllung abhängt. Luft ist ein schlechter Wärmeleiter, deshalb haben trockene Sedimente oberhalb des Grundwasserspiegels eine geringere Wärmeleitfähigkeit. Da Wasser hingegen eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft besitzt, wird der Wert der Wärmeleitfähigkeit des wassergesättigten Gesteins deutlich verbessert. In den Karten zur Wärmeleitfähigkeit sind deshalb die Grundwasserverhältnisse berücksichtigt. Spezifische Entzugsleistung Die spezifische Entzugsleistung ist im Gegensatz zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit eine Größe, die von zahlreichen speziellen Randbedingungen insbesondere vom gesteinsspezifischen Wärmetransportvermögen des Untergrundes, aber vor allem auch von technischen Größen der Erdwärmesondenanlagen wie der Anzahl der Betriebsstunden, der gegenseitigen Beeinflussung benachbarter Anlagen, der Bohrlochgröße, der Wärmeleitfähigkeit der Verpressung u. a. abhängt. Die Einheit der spezifischen Entzugsleistung wird in Watt pro Meter [W/m] angegeben. Für eine Heizanlage ohne Warmwasseraufbereitung werden 1.800 Betriebsstunden pro Jahr [h/a] angesetzt; 2.400 h/a sind es bei Anlagen zusätzlich mit Warmwasseraufbereitung (s. u.). Grundwasserfluss Bei Erdwärmesonden ist ein hohes Wärmetransportvermögen des Untergrundes erwünscht, damit die dem Untergrund entzogene Wärme möglichst rasch aus der Umgebung nachgeliefert wird. Die Wärmenachführung erfolgt sowohl durch die Wärmeleitfähigkeit des Gesteins als auch durch den sehr geringen Grundwasserfluss. Da der Grundwasserfluss besonders für die großen Tiefen schwer bestimmbar ist und die (geringe) Fließgeschwindigkeit des Grundwassers zudem überall unterschiedlich ist, wird der Grundwasserfluss hier bei der Berechnung vernachlässigt. Damit sind die Angaben zur spezifischen Entzugsleistung konservativ ermittelt und können als Sicherheitszuschlag für die Sondendimensionierung angesehen werden. Im Übrigen gelten die Angaben zur spezifischen Entzugsleistung nur für die angegebenen Randbedingungen (s. u.).

Nutzungsbedingungen oberflächennaher Geothermie für Erdwärmesonden (bis 200 m Tiefe) in Niedersachsen 1 : 500 000

Die Karte "Nutzungsbedingungen oberflächennaher Geothermie - Erdwärmesonden" zeigt für die Erdwärmenutzung durch Erdwärmesonden eine Klassifikation in drei Flächenkategorien • keine Einschränkungsgründe beim LBEG für eine Erdwärmenutzung bekannt, • Einschränkungsgründe beim LBEG für eine Erdwärmenutzung bekannt, • Erdwärmenutzung unzulässig. Diese Einteilung wurde gemäß dem im Leitfaden "Erdwärmenutzung in Niedersachsen" beschriebenen Zulassungsverfahren zur Errichtung und zum Betrieb von Erdwärmesonden erstellt. Sie beinhaltet ausdrücklich keine Angaben zur technischen Erschließungsmöglichkeit von Erdwärme. Die Karte basiert auf den für das Land Niedersachsen verfügbaren Informationen zu allen Themen, die in der Legende zusammenfassend beschrieben sind und gilt für Bohrungen bis 200 m Tiefe. Die zuständige Untere Wasserbehörde prüft in den Gebieten, in denen beim LBEG Einschränkungsgründe bekannt sind, und in den Gebieten, in denen beim LBEG keine Einschränkungsgründe bekannt sind, anhand der erforderlichen Anzeige bzw. des Antrages und der Standortbedingungen, ob die Voraussetzungen für den Bau und Betrieb einer Erdwärmesondenanlage erfüllt sind. - In Gebieten, in denen dem LBEG keine Einschränkungen bekannt sind, prüft die Untere Wasserbehörde, ob ihr für den Standort weitere Informationen vorliegen, die nicht in der Karte des LBEG verzeichnet sind. Sind keine Einschränkungsgründe für das Erdwärmevorhaben gegeben, kann das geplante Vorhaben im Anzeigeverfahren bearbeitet werden. Hierbei sind die im Leitfaden „Erdwärmenutzung in Niedersachsen“ beschriebenen Anforderungen an Bauausführung und Betrieb für die Nutzung von Erdwärme (Anhang 1a) zu beachten. Ist am geplanten Standort durch Einschränkungsgründe eine Betroffenheit gegeben, wird die Anzeige als Antrag auf Erteilung einer wasserrechtlichen Erlaubnis gewertet, sofern der Antragsteller dies in seinem Antrag zum Ausdruck gebracht hat. Im Erlaubnisverfahren stellt die Untere Wasserbehörde im Rahmen einer wasserrechtlichen Einzelfallprüfung fest, ob und unter welchen Voraussetzungen eine Erdwärmenutzung möglich ist. Die Untere Wasserbehörde beurteilt, welche über die allgemeinen Anforderungen des Leitfadens hinausgehenden Auflagen im Rahmen einer Erlaubnis nach §§ 8, 9 WHG erteilt werden müssen. Der Antragsteller erhält in diesem Fall eine wasserrechtliche Erlaubnis mit Nebenbestimmungen. - In Gebieten, in denen dem LBEG Einschränkungen bekannt sind, (siehe Leitfaden „Erdwärmenutzung in Niedersachsen“, Standortfaktoren Kapitel 6) prüft die Untere Wasserbehörde zunächst, ob die angegebenen Einschränkungsgründe für das geplante Erdwärmevorhaben relevant sind oder am Standort nicht zutreffen, z. B. weil der Einschränkungsgrund in einer größeren Tiefe auftritt und die geplante Erdwärmeanlage diese Tiefe nicht erreicht. Sollte es am geplanten Standort durch diese Einschränkungsgründe keine Betroffenheit geben, prüft die Untere Wasserbehörde, ob am Standort weitere Informationen vorliegen, die nicht in der Karte des LBEG verzeichnet sind. Sind auch hier keine Einschränkungsgründe für das Erdwärmevorhaben gegeben, kann das geplante Vorhaben im Anzeigeverfahren bearbeitet werden. Hierbei sind die im Leitfaden „Erdwärmenutzung in Niedersachsen“ beschriebenen Anforderungen an Bauausführung und Betrieb für die Nutzung von Erdwärme (Anhang 1a) zu beachten. Ist am geplanten Standort durch Einschränkungsgründe eine Betroffenheit gegeben, wird die Anzeige als Antrag auf Erteilung einer wasserrechtlichen Erlaubnis gewertet, sofern der Antragsteller dies in seinem Antrag zum Ausdruck gebracht hat. Im Erlaubnisverfahren stellt die Untere Wasserbehörde im Rahmen einer wasserrechtlichen Einzelfallprüfung fest, ob und unter welchen Voraussetzungen eine Erdwärmenutzung möglich ist. Die Untere Wasserbehörde beurteilt, welche über die allgemeinen Anforderungen des Leitfadens hinausgehenden Auflagen im Rahmen einer Erlaubnis nach §§ 8, 9 WHG erteilt werden müssen. Der Antragsteller erhält in diesem Fall eine wasserrechtliche Erlaubnis mit Nebenbestimmungen. Die unterschiedlichen Ursachen für die Zuordnung eines Gebietes zu dieser Flächenkategorie sind in der Legende zusammenfassend aufgelistet. - In den unzulässigen Gebieten ist aufgrund der Nähe zu Wassergewinnungsanlagen die Nutzung von Erdwärme verboten. In diesen Gebieten wird in der Regel die Durchführung eines Erdwärmevorhabens durch die Untere Wasserbehörde abgelehnt. Die unterschiedlichen Ursachen für die Zuordnung eines Gebietes zu dieser Flächenkategorie sind in der Legende zusammenfassend aufgelistet. Sofern eine sichere Zuordnung eines Standortes auf der Basis der Karte nicht möglich ist oder es lokal sonstige Hinweise auf Bedingungen gibt, die die Nutzung oberflächennaher Erdwärme beeinflussen, gibt die Untere Wasserbehörde oder ggf. das LBEG auf Anfrage Hilfestellung. Die Daten dienen einer ersten Einschätzung zu den Nutzungsbedingungen für Erdwärmesonden und ersetzen nicht die konkrete Überprüfung im Rahmen des Anlagenbaus anhand der örtlich angetroffenen Verhältnisse. Weitere Informationen zu rechtlichen und technischen Grundlagen sind im „Leitfaden Erdwärmenutzung in Niedersachsen“ (GeoBerichte 24) zu finden.

Wärmeleitfähigkeiten für Erdwärmesondenanlagen (Sonden-Bezugstiefe 60 m)

Die vorliegenden Karten mit Punktdaten zu „Wärmeleitfähigkeiten für Erdwärmesondenanlagen“ bis 30 kW Leistung und Sondenlängen von 40 m, 60 m, 80 m oder 100 m wurden anhand der verfügbaren Bohrinformationen in der Bohrdatenbank Niedersachsen erarbeitet. Die dargestellten Werte sind abgeschätzten Wärmeleitfähigkeiten basierend auf Werten aus der VDI 4640, eigenen Messwerten und Werten des bundeseinheitlichen Produktkataloges zur wirtschaftlichen Anwendung oberflächennaher geothermischer Daten (Hrsg. Ad-Hoc AG Hydrogeologie, 2008). Auf der Karte sind durchschnittliche Wärmeleitfähigkeiten für ausgewählte Bohrungen dargestellt. Beim Anklicken einer Bohrung öffnet sich eine Info-Box mit den wichtigsten Stammdaten der Bohrung. Wärmeleitfähigkeiten einzelner Schichteinheiten können abgerufen werden, indem der Link "weitere Informationen" angeklickt wird. Für den geplanten Standort einer neuen Erdwärmesonde können die dargestellten Werte in der näheren Umgebung – vorausgesetzt der Untergrundaufbau ist vergleichbar – eine Orientierung darüber geben, mit welcher durchschnittlichen Wärmeleitfähigkeit bei einer Sondenlänge von 40 m, 60 m, 80 m oder 100 m zu rechnen ist. Die Daten dienen einer ersten Einschätzung möglicher Wärmeleitfähigkeiten und ersetzen nicht die konkrete Überprüfung im Rahmen des Anlagenbaus anhand der örtlich angetroffenen Verhältnisse. Weitere Informationen zu rechtlichen und technischen Grundlagen sind im „Leitfaden Erdwärmenutzung in Niedersachsen“ (GeoBerichte 24) zu finden.

Bohrtiefen der oberflächennahen Geothermie und Informationen zum wasserbehördlichen Vollzug

Die Bohrtiefenkarte stellt eine standortbezogene Grundlage für die Planung von Vorhaben der oberflächennahen Geothermie dar. Die zulässige Bohrtiefe für Erdwärmesonden wird durch die Höhenlage der Oberkante des Rupeltons bzw. im Bereich der Fenster des entsprechenden Höhenniveaus als Isolinien in Metern unter Geländeoberkante (m u GOK) mit einer Schrittweite von 10 Metern veranschaulicht. Weiterhin sind Hinweise des wasserbehördlichen Vollzugs gegeben. Die Karte entspricht dem aktuellen Kenntnisstand der Berliner Landesgeologie und wird fortgeschrieben.

Ampelkarte Geothermie Saarland

"Hydrogeologische und wasserwirschaftliche Standortbeurteilung für die Errichtung von geothermischen Anlagen im Saarland. Ungünstige Gebiete (gelb): Hydrogeologisch und wasserwirtschaftlich ungünstig. Für Erdwärmesonden kann die Einzelfallprüfung durch die zuständigen Genehmigungsbehörden ergeben, dass Erdwärmesonden mit zusätzlichen Auflagen genehmigt oder nicht genehmigt werden. Unzulässige Gebiete (rot): Wasserwirtschaftlich unzulässig für Erdwärmesonden. Erdwärmekollektoren oder Erdwärmekörbe können nach Einzelfallprüfung möglich sein. Günstige Gebiete (grün): Hydrogeologisch und wasserwirtschaftlich günstig. Die Lage im Bereich von Altlasten bzw. Altlastenverdachtsflächen wird auch in diesem Fall geprüft. Gebiete innerhalb kontaminierter Bereiche von Altlasten, schädlichen Bodenveränderungen oder Grundwasserschadensfällen sind in der vorliegenden Karte nicht berücksichtigt."

Erdwärmesonden unzulässig

Trinkwasserschutzzone I und II als Gebiete, wo Erdwärmesonden unzulässig sind

Erdwärmesonden - wasserrechtliche Verfahren

Dieses Thema dient zur ersten Einschätzung der grundsätzlichen Zulässigkeit von Erdwärmesonden sowie zur Darstellung von Restriktionen im Rahmen von wasserrechtlichen Verfahren.

Erdwärmesonden unzulässig (WMS Dienst)

Trinkwasserschutzzone I und II als Gebiete, wo Erdwärmesonden unzulässig sind

Erdwärmesonden unzulässig (WFS Dienst)

Trinkwasserschutzzone I und II als Gebiete, wo Erdwärmesonden unzulässig sind

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