Schlussbericht zum Verbundprojekt GEO-KW: Kopplung des geothermischen Speicherpotenzials mit den wechselnden Anforderungen des urbanen Energiebedarfs zur effizienten Nutzung der regenerativen Energiequelle Grundwasser für die dezentrale Kälte- und Wärmebereitstellung in der Stadt

Die Lage in der Münchener Schotterebene, einem äußerst produktiven und oberflächennahen Grundwasserleiter, ermöglicht München, einen signifikanten Anteil der Heiz- und Kühllasten mit thermischer Grundwassernutzung zu decken. Aktuell existieren über 2800 thermische Nutzungen, die im dicht besiedelten Ballungsraum einen Energieüberschuss in das Grundwasser eingetragen. Ein zielgerichteter Ausbau von Grundwasserwärmepumpen kann daher zur Primärenergieeinsparung und Dekarbonisierung der Stadt beitragen. Aufgrund der dichten Nutzerstruktur in der Stadt wird es immer aufwändiger, die hoch dynamischen Wechselwirkungen von thermischen Anlagen genehmigungsrechtlich und energetisch ganzheitlich zu bewerten. Genehmigungen werden daher oft restriktiv gehandhabt und das bestehende Potenzial für thermische Nutzung und CO2-Einsparungen bleibt zum Großteil ungenutzt. Das BMWK geförderte Projekt GEO.KW (2019-22) hat ein flexibles Management- und Optimierungs-Tool für die thermische Nutzung der Energiequelle Grundwasser entwickelt und ein thermisch-hydraulisches Grundwassermodell mit einem linearen Modell zur Energiesystemoptimierung gekoppelt. Der Wärme- und Kältebedarf wird hochaufgelöst mit dem Potenzial der thermischen Grundwassernutzung verschnitten. Als Kostenfaktor für die Optimierung werden Treibhausgasemissionen, Investitions- und Betriebskosten sowie eine stadtweite, ausgeglichene Wärmebilanz im Grundwasser herangezogen. Um die Ergebnisse für Genehmigungsbehörden, Energieversorger und Stadtplaner anwendbar zu machen, wurde eine Web-App entwickelt, die eine einfache Abfrage von planungsrelevanten Daten ermöglicht, Machbarkeitsanalysen durchführt, den Bewertungsprozess von geplanten Anlagen vereinfacht und die Entwicklung von ganzheitlichen Energiestrategien ermöglicht. Die entwickelten Werkzeuge werden von der Stadt und dem Wasserwirtschatsamt München übernommen und weiterentwickelt. Die erarbeiteten Werkzeuge und Methoden sind in andere Städte übertragbar.     «

Die Lage in der Münchener Schotterebene, einem äußerst produktiven und oberflächennahen Grundwasserleiter, ermöglicht München, einen signifikanten Anteil der Heiz- und Kühllasten mit thermischer Grundwassernutzung zu decken. Aktuell existieren über 2800 thermische Nutzungen, die im dicht besiedelten Ballungsraum einen Energieüberschuss in das Grundwasser eingetragen. Ein zielgerichteter Ausbau von Grundwasserwärmepumpen kann daher zur Primärenergieeinsparung und Dekarbonisierung der Stadt be...     »