Bei industriellen oder bergbaulichen Prozessen wie z. B. bei der Gewinnung, Verarbeitung und Aufbereitung von Erdöl und Erdgas und aus der Tiefengeothermie, aus der Grundwasseraufbereitung, aus der Gewinnung und Aufbereitung von Erzen und Mineralien oder der Roheisenherstellung können Rückstände entstehen, die natürlich vorkommende Radionuklide enthalten. Diese Rückstände können strahlenschutzrechtlich überwachungsbedürftig sein, und ihre weitere Handhabung ist im Strahlenschutzgesetz geregelt.Die Rückstände sind für eine geplante Entsorgung (d.h., Verwertung oder Beseitigung) strahlenschutz-fachlich zu beurteilen, und unter anderem sind dafür die spezifischen Aktivitäten natürlich vorkommender Radionuklide zu bestimmen. Nach derzeitigem Stand von Wissenschaft und Technik ist die Gammaspektrometrie das in vielen praktischen Anwendungen am besten geeignete Messverfahren für die Aktivitätsbestimmung. Für die Aussagekraft der Aktivitätsbestimmung ist jedoch vorrangig die Probenahme entscheidend, denn die Zusammensetzung der Rückstände ist meist inhomogen, und die spezifischeAktivität kann je nach Art und Herkunft des Materials oder seiner Entstehung (z.B. des Aufbereitungsverfahrens) schwanken.
Übergeordnetes Ziel der Wärmeplanung ist es, bis spätestens 2045 eine nachhaltige Wärmeversorgung auf Basis möglichst emissionsarmer Wärmequellen aufzubauen. Die Identifikation geeigneter Wärmequellen und Untersuchungen zu der Frage, welche Energiemengen aus diesen Quellen zur Verfügung stehen, werden als Potenzialanalyse verstanden. Dabei können für jede Art von Wärmequelle unterschiedliche Ebenen der Potenziale betrachtet werden. Aus den unterschiedlichen Betrachtungsebenen resultieren unterschiedliche Energiemengen. Beispielsweise kann für die Quelle ‚Solarthermie‘ ermittelt werden, welche Energiemenge theoretisch auf der Gesamtfläche Berlins eingestrahlt wird, wieviel davon über technische Systeme nutzbar gemacht werden könnte oder welche Energiemenge unter Berücksichtigung vorherrschender Rahmenbedingungen auch als ‚erschließbar‘ zu bewerten ist. Mit der Tiefe der Betrachtungsebene werden die Einflussfaktoren vielfältiger und eine Analyse und Bewertung komplexer. In der Regel sinken auch die resultierenden Energiemengen. Eine eindeutige Abgrenzung der Ebenen über alle Potenziale hinweg ist schwierig, da mit den unterschiedlichen Arten an Wärmequellen sehr unterschiedliche Bedingungen für deren Erschließung verbunden sind. Im Rahmen der Potenzialanalyse nach § 16 Abs. 1 Wärmeplanungsgesetz (WPG) wird im Land Berlin die Betrachtung der verfügbaren Potenziale an erneuerbaren Energien und unvermeidbarer Abwärme vorgenommen, die zumeist zwischen dem reinen technischen Potenzial und einem als erschließbar zu definierendem Potenzial verortet werden können. Teilweise werden zunächst Flächenpotenziale oder grundsätzliche Bedingungen betrachtet, für die eine Übertragung in ein technisches Potenzial noch aussteht. Aufgrund der besonderen Bedeutung einer integrierten Wärmespeicherung und der örtlichen Flächenverfügbarkeit für Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien oder Abwärme wurden diese Aspekte im Rahmen der Potenzialanalysen mit abgebildet. In den unten folgenden Aufklappmenüs finden sich Informationen zu den untersuchten Teilbereichen. Hinweis: Für Außenluft als Wärmequelle beim Wärmepumpeneinsatz wurde keine spezifische Potenzialerhebung durchgeführt. Grundsätzlich steht diese Wärmequelle überall in Berlin zur Verfügung, ihre Nutzung führt aber gegenüber der Nutzung alternativer Wärmequellen wie Geothermie zu einer deutlich geringeren Energieeffizienz im Betrieb der Wärmepumpe. Die Reduktion des Wärmebedarfs durch energetische Sanierung und Effizienzmaßnahmen ist ein zentraler Baustein für die klimaneutrale Wärmeversorgung. In Berlin könnte der Wärmeverbrauch durch Sanierungen auf Effizienzhaus-Standard EH 55 70 theoretisch um 30 bis 40 % gesenkt werden. Das Zielszenario im Wärmeplan geht von einer etwa halb so hohen Reduktion aus, die durch eine mittlere Sanierungsrate von 1,7 % pro Jahr bis 2045 bei mittlerer Sanierungstiefe erreicht wird. Etwa 80 % der insgesamt möglichen Wärmebedarfsreduktion liegt bei den Mehrfamilienhäusern, die somit absolut gesehen das größte Einsparpotenzial aufweisen. Maßnahmen einer energetischen Sanierung können je nach Situation die Dämmung von Fassaden, Dächern und Kellerdecken, einen Fenstertausch sowie den Ersatz der alten Heizungsanlage oder die Optimierung der Heizungssteuerung umfassen. Eine fachlich versierte Abstimmung der einzelnen Sanierungselemente bei Berücksichtigung der Rahmenbedingungen führt dazu, dass der Bedarf an externen Energieträgern und die Spitzenlasten sinken, was sich unmittelbar auf die Kosten im Betrieb auswirkt. Um den individuellen Sanierungsbedarf eines Gebäudes zu bestimmen, sollte eine Energieberatung in Anspruch genommen werden. Eine Herausforderung stellen die hohen Investitionskosten und im Fall von Mietshäusern die damit verbundenen Fragen der Kostenteilung und Gewährleistung der sozialen Verträglichkeit dar. Förderprogramme wie die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) unterstützen die Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer bei der Finanzierung und können damit auch Mietsteigerungen begrenzen. In Berlin besteht eine hohe Nachfrage nach Flächen für die Umsetzung erneuerbarer Wärmeprojekte, die jedoch mit anderen Nutzungsansprüchen wie Wohnraum, Naturschutz, Verkehr und Gewerbe konkurriert. Eine Lösung liegt in der Mehrfachnutzung von Flächen , wie beispielsweise durch die Kombination von Sportflächen oder Parkplätzen mit Geothermiesonden oder die Nutzung von Dachflächen für Solarthermie. Herausforderungen sind die begrenzte Verfügbarkeit von Flächen, komplexe, teils in gegenseitiger Abhängigkeit stehende Nutzungs- und Erlaubnisregelungen und die Akzeptanz bei Grundstücks- und Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümern für entsprechende Eingriffe in öffentliche und private Räume. Hier sind zukünftig geeignete Wege zu identifizieren und Kompromisse zwischen den verschiedenen betroffenen Akteuren zu finden, um die Belange der Wärmewende in entsprechend abgewogener Art und Weise mit anderen Belangen in Einklang zu bringen und die vorhandenen Flächen möglichst effizient zu nutzen. Berlin verfügt über vielfältige Potenziale zur Nutzung erneuerbarer Energien und unvermeidbarer Abwärme für eine nachhaltige Wärmeversorgung. In den vergangenen Jahren konnten die Kenntnisse über die theoretischen und technischen Potenziale im Stadtgebiet deutlich erweitert werden. Zugleich steht die Fertigstellung einiger Potenzialanalysen, beispielsweise zur Gewässerthermie, noch aus, die Ergebnisse sollen bis Ende 2026 vorliegen. Bei der tiefen Geothermie und den Potenzialen für Aquiferwärmespeicher im Untergrund ist hingegen erst in den kommenden Jahren mit detaillierteren Ergebnissen zu rechnen. Wie hoch die tatsächlich erschließbaren Potenziale an erneuerbaren Energien und unvermeidbarer Abwärme insgesamt sind, lässt sich somit zum jetzigen Zeitpunkt nicht belastbar beziffern. In einigen Bereichen hängt das Erschließungspotenzial stark von der Aktivierung der begrenzt zur Verfügung stehenden Flächen oder von zukünftigen Marktentwicklungen ab. Nicht zuletzt beeinflussen die aktuellen politisch-rechtlichen Rahmenbedingungen und Förderprogramme die Erschließbarkeit. Eine Besonderheit der Berliner Wärmepotenziale ist das relativ niedrige Temperaturniveau der meisten Wärmequellen. Für die Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser sind daher in den allermeisten Fällen Wärmepumpen erforderlich, sei es dezentral auf der Gebäudeebene oder als Groß-Wärmepumpen zur Einspeisung in Wärmenetze. Die Nutzung dieser Potenziale führt zu einer verstärkten Sektorkopplung, geht unmittelbar mit einer Elektrifizierung der Wärmeversorgung einher und stellt somit neue Anforderungen an das Stromnetz, abhängig von der Leistung der Wärmepumpen entweder auf der Niederspannungs- oder auf der Mittelspannungsebene. Eine kombinierte Nutzung verschiedener Quellen ist oftmals besonders vielversprechend, etwa der Einsatz von Solarthermie oder unvermeidbarer Abwärme zur Regeneration von Erdwärmesondenfeldern. Einige der in Berlin vorhandenen Potenziale sind insbesondere für den Einsatz in warmen oder kalten Wärmenetzen geeignet – oder können überhaupt nur in gebäudeübergreifenden Versorgungsstrukturen umfänglich genutzt werden. Grund dafür ist, dass die lokal verfügbaren Potenziale häufig deutlich über den Wärmebedarf einzelner Gebäude hinausgehen und Quelle und Senke in der Regel keine unmittelbare räumliche Deckung aufweisen. Die Luft-Wärmepumpe ist die aktuell die am häufigsten eingesetzte Technologie in der dezentralen Wärmeversorgung , Luft-Wärmepumpen werden auch zukünftig eine wichtige Rolle spielen. Sie sind in der Regel jedoch deutlich weniger effizient als Erdwärmepumpen, das heißt sie benötigen mehr Strom pro erzeugter Kilowattstunde Wärme und sie gehen mit höheren Stromlasten an den kalten Tagen einher. In dicht bebauten Stadtgebieten können besondere Herausforderungen oder Hindernisse für Luft-Wärmepumpen bestehen, beispielsweise durch Geräuschemissionen und Lärmschutzanforderungen, begrenzte Aufstellflächen oder denkmalschutzrechtliche Vorgaben. Zudem können bei größeren Gebäuden wie Mehrfamilienhäusern oder Nichtwohngebäuden die hohen Stromanschlussleistungen ein Hindernis darstellen, wenn das lokale Niederspannungsnetz bereits ausgelastet ist.
„Geothermie“ oder „Erdwärme“ ist die unterhalb der Oberfläche der festen Erde gespeicherte Energie in Form von Wärme und zählt zu den regenerativen Energien. Diese beruht im Wesentlichen auf der von der Sonne eingestrahlten Wärmeenergie und dem nach oben gerichteten, terrestrischen Wärmestrom. Die von der Sonne eingestrahlte und von der Erdoberfläche an die Atmosphäre wieder abgegebene Wärmeenergie beeinflusst hierbei maßgeblich die Temperaturen im oberflächennahen Bereich bis etwa 15 bis 20 Metern Tiefe. Hier finden jahreszeitlich bedingte Temperaturschwankungen statt. In größerer Tiefe ist nur noch der terrestrische Wärmestrom maßgebend. Ursache ist die bei der Erdentstehung freigewordene Energie und der Zerfall radioaktiver Isotope. Mit der Tiefe nehmen die Temperaturen hier um durchschnittlich etwa 3 °C pro 100 Meter Tiefe zu. Man spricht auch von der „geothermischen Tiefenstufe“ oder dem „geothermischen Gradienten“. In einer Tiefe von etwa 20 m ist eine unbeeinflusste Temperatur von ca. 9 °C zu erwarten, in 100 m 12 °C und in 1.000 m etwa 40 °C. Der Transport der Wärme erfolgt durch Wärmeleitung von Teilchen zu Teilchen (Konduktion), aber auch durch bewegte Teilchen, also durch Grundwasserfluss (Konvektion). Berlin hat sich vorgenommen, bis spätestens im Jahr 2045 klimaneutral zu werden. Um dies zu erreichen, gilt es, gerade auch die Wärmeversorgung in der Stadt auf erneuerbare Energiequellen umzustellen. Denn fast die Hälfte des gesamten Berliner Endenergiebedarfs entfällt auf die Raumwärme und Warmwasserversorgung von Gebäuden. Bereitgestellt wird diese Wärme derzeit noch zu mehr als 90 Prozent über fossile Energieträger, also Kohle, Erdgas und Öl. Dies muss sich schnellstmöglich ändern. Dabei kann die Tiefe Geothermie – die emissionsfreie Förderung und Nutzung heißen Wassers aus tiefen Bodenschichten – eine wichtige Rolle spielen. Das genaue Potenzial im Berliner Untergrund ist noch unklar und muss erst präzise erkundet werden. Doch schon jetzt schätzen Geologen auf Grundlage bisheriger Erkenntnisse, dass bis zu einem Fünftel der benötigten Wärme mit Hilfe Tiefer Geothermie zur Verfügung gestellt werden könnte, etwa in Nah- und Fernwärmenetzen, über die Berliner Haushalte versorgt werden. Die Technik dazu ist bewährt und wird deutschlandweit in Dutzenden von Anlagen erfolgreich angewandt. Bild: SenMVKU Tiefe Geothermie. Erdwärme für Berlin Tiefe Geothermie, also Wärme, die in den Tiefen der Erde verfügbar ist, soll ein essenzieller Teil der Berliner Wärmeversorgung werden. Wir haben die wichtigsten Details für Sie zusammengestellt. Weitere Informationen Um das geothermische Potenzial von Berlin zu ermitteln, wurde in den Jahren 2009 bis 2012 die „Potenzialstudie zur Nutzung der geothermischen Ressourcen des Landes Berlin“ aufgeteilt in drei Module erarbeitet. Die Ergebnisse zu Modul 1, Grundlagenermittlung , und zu Modul 2, Ermittlung des geothermischen Potenzials und dessen Darstellung, bildeten Grundlagen für die Darstellung der Potenzialkarten . Die Arbeiten zu Modul 3, Thermisch-hydraulische Modellierung, sind in der Zusammenfassung der Berichte (Modul 1 bis 3) enthalten, die nachfolgend als Download zur Verfügung steht. Im Jahr 2023 wurde eine aktualisierte Potenzialstudie zur Mitteltiefen Geothermie in Berlin erstellt, welche die Ergebnisse aus verschiedenen Forschungsprojekten der vorangegangenen 10 Jahren berücksichtigt. Aus dem Verbundprojekt „TUNB – Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken“ ist ein dreidimensionales Modell des Norddeutschen Beckens verfügbar, welches für den Raum Berlin mittels zusätzlicher Daten aus 2D/3D-Seismik und Bohrungen verfeinert wurde. Anschließend erfolgte eine geothermische Parametrisierung der potenziellen Nutzhorizonte, wobei vor allem auf die Ergebnisse der Verbundprojekte Sandsteinfazies, GeoPoNDD und MesoTherm zurückgegriffen wurde. Die aktualisierte Potenzialstudie und die Daten des 3D-Untergrundmodells stehen nachfolgend als Download zur Verfügung. Die Studie untersucht die hydrochemischen Rahmenbedingungen für die Nutzung des Mittleren Buntsandsteins im Raum Berlin für die tiefe Geothermie. Im Fokus steht das Risiko von Salzausfällungen in hochsalinen Thermalwässern sowie deren Einfluss auf Betrieb und Wirtschaftlichkeit geothermischer Dubletten. Auf Basis einer umfassenden Datenrecherche und Modellbetrachtung werden Fluidzusammensetzungen, Mineralisationsgrade und mögliche Ausfällungsprozesse bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere bei hohen Temperaturen, starker Abkühlung und bestimmten Betriebsbedingungen Risiken für Halit- und Sulfatausfällungen bestehen. Die Studie liefert damit wichtige Grundlagen für die Planung, Auslegung und sichere Nutzung geothermischer Anlagen in Berlin. Im Ballungsraum von Berlin ist die Temperatur des Untergrundes durch den Menschen tiefgreifend erwärmt. Der Anstieg der durchschnittlichen Oberflächentemperatur durch die globale Klimaerwärmung hat diesen Prozess zusätzlich noch verstärkt. Dies zeigen langjährige Temperaturmessungen in Grundwassermessstellen unter einer Tiefe von 20 m unter Gelände, unterhalb der jahreszeitliche Temperatureinflüsse durch die Sonne ausgeschlossen sind. In einigen Innenstadtgebieten sind Temperaturbeeinflussungen bis in über 80 m nachgewiesen. Die flächenhaft im Untergrund des Landes Berlin durchgeführten Temperaturmessungen zeigen deutlich, dass im zentralen Innenstadtbereich die Durchschnittstemperatur des Untergrundes und damit auch des Grundwassers zum Teil um mehr als 4 °C gegenüber den dünner besiedelten Randbereichen anthropogen bedingt erhöht ist. Die Temperaturmessungen belegen auch, dass sich dieser Temperaturanstieg zunehmend auch flächenhaft in größeren Tiefen bemerkbar macht. Dies zeigt die Karte für den Bezugshorizont 0 m NHN (Normalhöhennull), das entspricht je nach Lage im Stadtgebiet einer Tiefen von 35 bis 55 m Tiefe. Näheres zu dieser Thematik kann dem Umweltatlas Berlin und der Veröffentlichung zur Veränderung des Temperaturfeldes von Berlin ( BRB Henning & Limberg ) entnommen werden. Grundsätzlich ist die Art und Weise der Nutzung geothermischer Energie von der Temperatur des Vorkommens abhängig. Die oberflächennahe Erdwärme (z.B. bis 100 m) lässt sich derzeit wegen ihrer geringen Temperatur von 8 bis 12 °C nur in Verbindung mit einer Wärmepumpe nutzen, die die erforderliche Wärme für die Raumheizung und die Wassererwärmung erzeugt. Da mit zunehmender Tiefe die Temperatur des Untergrundes ansteigt, kann ab einer bestimmten Tiefe (ab etwa 1.000 m) die Untergrundwärme auch direkt (ohne Wärmepumpe) genutzt werden. Ist eine Stromerzeugung mit Dampfturbinen beabsichtigt, sind in der Regel Temperaturen von über 100 °C notwendig. Die dafür geeigneten Nutzungshorizonte liegen in unserer Region in der Regel drei bis fünf Kilometer unter der Erdoberfläche. In Berlin wird fast ausschließlich die oberflächennahe Geothermie genutzt, d. h. bis zu einer maximalen Tiefe von 100 m. Dafür 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– 2 °C mit Hilfe von elektrischer Energie auf ein für Heizzwecke geeignetes höheres Temperaturniveau zu bringen. Weitere Informationen zur Erdwärmenutzung Zur Erhöhung der Planungssicherheit dieser Erdwärmesondenanlagen werden im Umweltatlas Berlin Potenzialkarten zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit und speziell für Einfamilienhäuser zur spezifischen Entzugsleistung 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. Weitere Informationen zur Anzeigepflicht für Bohrungen 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 kann dem “Merkblatt für Erdwärmesonden und Erdwärmekollektoren mit einer Heizleistung bis 30 kW” entnommen werden. Pflichtenheft zur Methodik und Dokumentation thermohydrodynamischer Modellierungen im Rahmen des wasserrechtlichen Erlaubnisverfahrens zum Betrieb von Erdwärmesondenanlagen mit einer Heizleistung von >30 kW Kartenwerke zur Grundwassertemperatur Kartenwerke zum Geothermischen Potenzial Geothermisches Potenzial – Karten aktualisiert im Geoportal verfügbar Auf der Basis von ca. 14.950 Bohrungen der Bohrungsdatenbank der AG Landesgeologie der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt wurden zwölf Karten neu berechnet. Die verfeinerten Planungshilfen für die Auslegung von Erdwärmesondenanlagen stehen für die Tiefenklassen 0–40 m, 0–60 m, 0–80 m und 0–100 m zur Verfügung. Weitere Informationen Karten im Umweltatlas Berlin
Sichere und grundlastfähige erneuerbare Energiequellen sind essentiell für das Erreichen globaler Klimaziele. Die Tiefengeothermie kann Wärme und Strom unabhängig von Wetterbedingungen liefern und spielt eine Schlüsselrolle bei dem Vorantreiben der grünen Energiewende. Mit unserem Vorhaben gehen wie die Hauptfaktoren, die ein schnelleres Wachstum des Geothermiesektors verzögern, an: lange Amortisationszeiten und hohe sozio-ökonomische Risiken im Zusammenhang mit induzierter Seismizität. Hauptrisiken der Tiefengeothermie sind hohe Unsicherheiten über die Existenz, Lage und Orientierung geologischer Strukturen im Untergrund und die daraus resultierende hohe Unsicherheit über das Potential seismische Ereignisse zu induzieren. In diesem Teilvorhaben wollen wir in beiden Aspekten Fortschritte machen, in dem wir dynamische seismologische Modelle des Untergrunds erarbeiten. Aus der Kombination der innovativen seismischer Verfahren der Migration und Interferometrie werden wir dynamische Modelle erarbeiten. Diese Modelle verdeutlichen die seismische Reaktion des Untergrundes auf temporäre Veränderungen von Spannungen. Dazu werden Herdflächenlösungen mit Änderungen von seismischen Geschwindigkeiten korreliert. Ziel ist das Abschätzen von Schwellenwerten für Spannungsänderungen, die lokale Seismizität auslösen können. Die Interpretation dieser lokalen Änderungen in Hinblick auf eine geothermische Nutzung des Untergrunds hilft der Standortauswahl und somit der Reduzierung der seismischen Gefährdung. Wir werden einen neuen Arbeitsablauf entwickeln, um die seismische Gefährdung durch Tiefengeothermie in der Niederrheinischen Bucht abzuschätzen. Dieser Arbeitsablauf wird einen räumlich aufgelösten Erdbebengefährdungsindex beinhalten, der auf intuitive Weise die seismische Gefährdung der Region kommuniziert.
Nutzung von oberflächennächster und oberflächennaher Erdwärme [Redaktioneller Hinweis: Die folgende Beschreibung ist eine unstrukturierte Extraktion aus dem originalem PDF] LEITFADEN ZUR GEOTHERMIE IN RHEINLAND-PFALZ Nutzung von oberflächennächster und oberflächennaher Erdwärme Diese Druckschrift wird im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit der Landesregierung Rheinland-Pfalz he- rausgegeben. Sie darf weder von Parteien, noch Wahlbewerbern oder Wahlhelfern im Zeitraum von sechs Monaten vor einer Wahl zum Zwecke der Wahlwerbung verwendet werden. Dies gilt für Land- tags-, Bundestags-, Kommunal- und Europawahlen. Missbräuchlich ist während dieser Zeit insbeson- dere die Verteilung auf Wahlveranstaltugen, an Informationsständen der Parteien sowie das Einlegen, Aufdrucken und Aufkleben parteipolitischer Informationen der Werbemittel. Untersagt ist gleichfalls die Weitergabe an Dritte zum Zwecke der Wahlwerbung. Auch ohne zeitlichen Bezug zu einer bevor- stehenden Wahl darf die Druckschrift nicht in einer Weise verwendet werden, die als Parteinahme der Landesregierung zugunsten einzelner politischer Gruppen verstanden werden könnte. Impressum Herausgeber: Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie und Mobilität Rheinland-Pfalz; Kaiser-Friedrich-Str. 1, 55116 Mainz www.mkuem.rlp.de Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau Rheinland-Pfalz; Stiftstraße 9, 55116 Mainz www.mwvlw.rlp.de Bearbeitung: Arbeitsgruppe Leitfaden Geothermie: Christof Baumeister, Jochen Kampf, Martin Schykowski (Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz – LfU) Dr. Frank Bitzer, Holsten Hübner, Roman Storz (Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz – LGB) Ruth Brune, Lena Ludwig, Gabriele Theobald, Dascha Tichomolow, Peter Woll (Struktur und Genehmigungsdirektion Süd – SGD Süd) Marie Kirsch (Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie und Mobilität Rheinland-Pfalz – MKUEM) Dr. Kathleen Sell (Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau – MWVLW) Grafik: Christof Baumeister (LfU), Roman Storz (LGB) Kartographie: LfU und LGB Bildnachweis: photo 5000 - stock.adobe.com Layout/Satz: Tatjana Schollmayer (LfU) © 2025 Nachdruck und Wiedergabe nur mit Genehmigung der Herausgeber 9. Fortschreibung INHALT VORWORT4 1EINFÜHRUNG5 1.1 1.25 7 2 3 Allgemeines Gewinnung von Erdwärme RECHTLICHE BEURTEILUNG9 2.1 2.2 2.3 2.4 2.59 9 10 12 12 Allgemeines Wasserrechtliche Belange Bergrechtliche Belange Geologiedatengesetz und Standortauswahlgesetz Verfahrensablauf und erforderliche Antragsunterlagen WASSERWIRTSCHAFTLICHE UND HYDROGEOLOGISCHE STANDORTEINSCHÄTZUNG 3.1 3.2 3.3 Karte „Oberflächennächste Erdwärmetauscheranlagen (Erdwärmekollektoren, Energiekörbe, u.a.) – geschlossene Systeme“, Abb. 4 Karte „Grundwasser-Wärmetauscheranlagen – offene Systeme“, Abb. 5 Karte „Erdwärmesonden – geschlossene Systeme“, Abb.6 14 16 18 20 GESETZE, NORMEN, LITERATUR22 ANSPRECHPARTNER23 3 VORWORT Sehr geehrte Leserinnen und Leser, die Potenziale der Erdwärme zu erkennen und zu nutzen, nimmt eine entscheidende Rolle für das Gelingen der Energiewende ein. Mit Blick auf die Erhaltung eines intakten Naturhaushalts darf ein ausgewogenes Verhältnis von Schutz und Nut- zung der Ressource Grundwasser hierbei jedoch nicht außer Acht gelassen werden. Ziel der im vorliegenden Leitfaden zusammen- gefassten Grundsätze ist die Sicherstellung eines dauerhaften und flächendeckenden Grundwas- serschutzes bei der Umsetzung von Erdwärme- projekten. Darüber hinaus werden durch die engere Verknüpfung mit Fachanwendungen, die erforderlichen Genehmigungsprozesse für ober- flächennahe Erdwärmenutzung noch sicherer, transparenter und effizienter gestaltet. Mit der vorliegenden Überarbeitung des Leitfa- dens wird neben der oberflächennahen auch der Begriff der oberflächennächsten Erdwärme als neue Anwendungskategorie eingeführt. Bei der oberflächennächsten Erdwärmenutzung besteht im Gegensatz zur oberflächennahen Kategorie kein Kontakt zum Grundwasser, wodurch die wasserrechtliche Genehmigungspflicht entfällt. Ziel ist die Beschleunigung behördlicher Prozesse. Zur Unterstützung der Genehmigungsprozesse wird mit dem überarbeiteten Leitfaden ein stär- kerer Bezug zu den bereitgestellten interaktiven Kartenanwendungen hergestellt. Diese digitalen Karten werden durch das Landesamt für Geolo- gie und Bergbau Rheinland-Pfalz (LGB) gemein- sam mit dem Landesamt für Umwelt Rheinland- Pfalz (LfU) regelmäßig fortgeschrieben und können über die Internetseite des LGB abgerufen werden. Neben einer umfassenden Einschätzung wasserwirtschaftlicher und hydrogeologischer Belange enthalten die Karten Ergebnisse, aus denen sich standortgenau Erdwärme-Potenziale ableiten lassen. Mit zunehmender Bedeutung und Nachfrage von Erdwärme-Projekten ist auch eine Steigerung der Effizienz bei der Bearbeitung von Anträgen zwin- gend erforderlich. Hierfür sind für Sie als Antrag- stellenden relevante Hintergrundinformationen unerlässlich. Die vorliegende Fortschreibung des Leitfadens liefert hierfür wertvolle Informati- onen und Hilfestellungen, um Sie bei der Um- setzung von Erdwärme-Projekten in Rheinland- Pfalz zu unterstützen. Katrin Eder Staatsministerin für Klimaschutz, Umwelt, Energie und Mobilität 4 Daniela Schmitt Staatsministerin für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau 1 EINFÜHRUNG Zur Nutzung oberflächennächster und oberflächennaher Erdwärme in Rheinland-Pfalz haben das Lan- desamt für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz (LGB) und das Landesamt für Umwelt Rheinland- Pfalz (LfU) folgende Arbeitshilfen erstellt: ■■ Der hier vorliegende „Leitfaden zur Geothermie in Rheinland-Pfalz“ enthält Informationen zu den fachlich-technischen Grundlagen der Erdwämegewinnung sowie zum gesetzlichen Rahmen, inner- halb dessen die Erdwärmenutzung möglich ist. ■■ Das „Merkblatt zur Nutzung von oberflächennächster und oberflächennaher Erdwärme in Rhein- land-Pfalz“ enthält die Auflistung der wasserwirtschaftlichen Mindestanforderungen sowie ergän- zende praktische Hinweise zur Berücksichtigung bei Planung, Bau und Betrieb von Erdwärmetau- scheranlagen. ■■ Der Online-Dienst „Standortqualifizierung von Erdwärmetauscheranlagen“ gibt dem Nutzer die standortspezifischen wasserwirtschaftlichen und geowissenschaftlichen Hinweise, die bei der was- serrechtlichen Prüfung berücksichtigt werden. Der Online-Dienst bietet weiterhin Verknüpfungen zu weiteren Online-Diensten, die im Zuge der Anzeige- und Erlaubnisverfahren genutzt werden können. 1.1 Allgemeines Als Geothermie bezeichnet man die technische Nutzung der Erdwärme. Sie kann als regenerati- ve Energiequelle erschlossen werden. Geother- mie wird bislang überwiegend mittels Wärme- tauschersyteme indirekt erschlossen und mit Hilfe von elektrischer Energie (Strom) über Wär- mepumpen auf ein höheres Temperaturniveau angehoben, womit sie für Heizung und Warm- wasserbereitung nutzbar ist. Die Nutzung von Erdwärme schont fossile Energiequellen und reduziert die Emission von Kohlendioxid. Bei der geothermischen Nutzung wird grund- sätzlich zwischen oberflächennaher, mitteltiefer und tiefer Geothermie unterschieden (Abb. 1). Die oberflächennahe Geothermie nutzt den Un- tergrund bis 400 m Tiefe und/oder eine Unter- grundtemperatur bis 20° C für das Beheizen und Kühlen von Gebäuden. Die mitteltiefe und tiefe Geothermie ist nicht Inhalt dieses Leitfadens. 5
Die BESTEC GmbH konzentriert sich in ihrem Teilprojekt auf die Weiterentwicklung von Line-Shaft-Förderpumpen (LSP). Die Förderpumpe ist in einer Geothermieanlage die einzige wesentliche Komponente, die nicht redundant ausgelegt werden kann. Robuste, effiziente und vor allem langlebige Förderpumpen sind daher essenziell für den wirtschaftlichen Betrieb einer Anlage der tiefen Geothermie. Line-Shaft-Pumpen haben in vielen Projekten auch in Europa ihre Standfestigkeit, Robustheit und vor allem ihre Effizienz bereits über viele Jahre bewiesen. Diese Pumpen haben den Vorteil der leichten Zugänglichkeit aller empfindlichen Teile an der Oberfläche und sind für große Fördermengen und hohe Temperaturen geeignet. Ihr Nachteil besteht in einer limitierten Einbautiefe von ca. 770 m und den Einschränkungen durch die Verlustschmierung der Welle in Verbindung mit der Verwendung eines aromaten-haltigen Schmieröls. Aktuell werden LSPs daher nicht in Regionen eingesetzt, in denen die geförderten Formationswässer potenziell auch Trinkwasserressourcen sind und somit die Schmieröle eine Trinkwassergefährdung darstellen könnten, wie dies im z.B. süddeutschen Molassebecken der Fall ist. Im Rahmen dieses Projekts soll daher die Entwicklung und Erprobung einer geschlossenen Schmierung mit Ölrückführung für diese Pumpen erfolgen, verbunden mit der Erprobung eines aromaten-freien Schmieröls. Hierdurch soll in Zukunft der Einsatz von Line-Shaft-Pumpen z.B. auch im Bereich des voralpinen Molassebeckens ermöglicht werden. Parallel erfolgt eine technische und wirtschaftliche Bewertung der Einsatzmöglichkeiten von Line-Shaft-Pumpen unter Berücksichtigung der maximalen Einbautiefe und der geforderten Fließraten.
Sichere und grundlastfähige erneuerbare Energiequellen sind essentiell für das Erreichen globaler Klimaziele. Die Tiefengeothermie kann Wärme und Strom unabhängig von Wetterbedingungen liefern und spielt eine Schlüsselrolle bei dem Vorantreiben der grünen Energiewende. Mit unserem Vorhaben gehen wie die Hauptfaktoren, die ein schnelleres Wachstum des Geothermiesektors verzögern, an: lange Amortisationszeiten und hohe sozio-ökonomische Risiken im Zusammenhang mit induzierter Seismizität. Hauptrisiken der Tiefengeothermie sind hohe Unsicherheiten über die Existenz, Lage und Orientierung geologischer Strukturen im Untergrund und die daraus resultierende hohe Unsicherheit über das Potential seismische Ereignisse zu induzieren. In diesem Teilvorhaben wollen wir in beiden Aspekten Fortschritte machen, in dem wir dynamische seismologische Modelle des Untergrunds erarbeiten. Aus der Kombination der innovativen seismischer Verfahren der Migration und Interferometrie werden wir dynamische Modelle erarbeiten. Diese Modelle verdeutlichen die seismische Reaktion des Untergrundes auf temporäre Veränderungen von Spannungen. Dazu werden Herdflächenlösungen mit Änderungen von seismischen Geschwindigkeiten korreliert. Ziel ist das Abschätzen von Schwellenwerten für Spannungsänderungen, die lokale Seismizität auslösen können. Die Interpretation dieser lokalen Änderungen in Hinblick auf eine geothermische Nutzung des Untergrunds hilft der Standortauswahl und somit der Reduzierung der seismischen Gefährdung. Wir werden einen neuen Arbeitsablauf entwickeln, um die seismische Gefährdung durch Tiefengeothermie in der Niederrheinischen Bucht abzuschätzen. Dieser Arbeitsablauf wird einen räumlich aufgelösten Erdbebengefährdungsindex beinhalten, der auf intuitive Weise die seismische Gefährdung der Region kommuniziert.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 323 |
| Kommune | 3 |
| Land | 89 |
| Weitere | 4 |
| Wirtschaft | 2 |
| Wissenschaft | 112 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 253 |
| Hochwertiger Datensatz | 9 |
| Text | 56 |
| Umweltprüfung | 4 |
| unbekannt | 43 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 68 |
| Offen | 294 |
| Unbekannt | 3 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 360 |
| Englisch | 44 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 3 |
| Bild | 5 |
| Datei | 24 |
| Dokument | 49 |
| Keine | 152 |
| Webseite | 174 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 297 |
| Lebewesen und Lebensräume | 306 |
| Luft | 84 |
| Mensch und Umwelt | 365 |
| Wasser | 102 |
| Weitere | 353 |