Kommunale Wärmewende mit Tiefengeothermie

An allen drei Projekten ist das Fraunhofer IEG beteiligt und bringt seine Expertise in Tiefer Geothermie und modernen Wärmenetzen ein. Die drei Konsortien erstellen nun Machbarkeitsanalysen und entwickeln Konzepte, wie Tiefe Geothermie in eine nachhaltige Wärmeversorgung von Bürgern, Landwirtschaft und Industrie eingebunden werden kann.

»Kommunale und industrielle Wärmewende ist die halbe Energiewende. Und die Tiefengeothermie kann einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Wärmeversorgung leisten«, erklärt Professor Rolf Bracke, Leiter des Fraunhofer IEG. »Wir freuen uns, zusammen mit unseren Partnern die Beiträge konkret auszugestalten und in die lokalen Wärmeversorgungskonzepte zu integrieren.«

Alle drei nun ausgewählten Konsortien wollen Wärme aus dem Untergrund erschließen, unterscheiden sich jedoch in den möglichen Wärmeanwendungen.

Geothermie für Fernwärmenetze

Die Ballungszentren Düsseldorf und Duisburg verfügen über große fossile Fernwärmenetze, für deren Umbau sie nun klimafreundliche Wärmequellen wie die Geothermie erschließen wollen. Das Projekt charakterisiert zunächst den Untergrund auf Basis vorhandener Daten und plant darauf aufbauend ein Erkundungsprogramm, um die Datenlücken zu schließen. Schwerpunkte im Raum Düsseldorf bilden der Düsseldorfer Flughafen und weitere Fernwärme-Einspeisepunkte. Ebenso entwickelt das Fraunhofer IEG Lösungen für die Anbindung neuer Wärmequellen an bestehende Netze. Vielversprechende thermalwasserführende geologische Schichten aus Kalkstein tauchen von einigen hundert Metern tief in Düsseldorf bis über 4.000 Metern tief unter Duisburg ab. Das IEG prüft zudem auch die Nutzung von warmem Grubenwasser in stillgelegten Zechen. Im Projekt könnte daher die ganze Bandbreite technischer Anwendungen für die kommunale und industrielle Wärmeversorgung möglich sein und es würde damit Pilotcharakter für die gesamte Metropole Rhein-Ruhr bekommen.

Wärme aus dem Untergrund für Gewächshäuser

Die Gartenbauwirtschaft in der Stadt Straelen am Niederrhein befindet sich im Wandel. Der erhöhten Nachfrage nach regional produzierten Produkten steht ein zunehmender Kostendruck für die Wärmeversorgung von Gewächshäusern gegenüber. Erfolgreiche Geothermie-Beispiele in den benachbarten Niederlanden zeigen, dass nachhaltige und bezahlbare Lösung der Wärmeversorgung den Standort sichern kann. Günstige Gesteinsschichten für die Wärmeversorgung der Landwirtschaft in Straelen liegen in 500 bzw. 1.500 Meter Tiefe, je nachdem, auf welche lokale geologische Struktur man zielt.

Die Stadt Düren und die Gemeinde Kreuzau wollen prüfen, wie eine „Geothermische Wärmepipeline“ die Industrien mit hohem Wärmebedarf bei 120 °C, also die vielen regionalen Papierfabriken und metallverarbeitende Betriebe, verbinden kann. Die rücklaufende Wärme möchte man nutzen, um Fernwärmekunden mit Temperaturen von 80 bzw. 40 °C zu versorgen. Industrien, die bisher Braunkohle aus dem nahen Tagebau verwenden, könnten in Zukunft mit über 150 Grad heißem Thermalwasser aus geologischen Strukturen in 4.000 m Tiefe unter Düren versorgt werden. Ggf. ließen sich auch aussichtsreiche geologische Schichten im Bereich des geplanten Fraunhofer-Forschungskraftwerks im Nachbarort Weisweiler nutzen.

Vom Wettbewerb zum Runden Tisch

Die Nutzung der Tiefen Geothermie hat großes Potenzial in Nordrhein-Westfalen. Klimaschutz und Energiewende machen es erforderlich, alle Formen von Erneuerbaren Energien in den Blick zu nehmen. Aktuell werden die Nah- und Fernwärmenetze Nordrhein-Westfalens fast ausschließlich aus fossilen Energiequellen versorgt. Die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG bringt mit ihrer Expertise die Forschung im Zusammenhang mit der Geothermie und mit Wärmenetzen voran und gibt Impulse zur Anwendung der Technologie.

Mit dem Wettbewerb "Wärme aus Tiefengeothermie für NRW" unterstützt die Landesregierung die Erschließung tiefengeothermischer Potenziale in Nordrhein-Westfalen in drei Projekten mit jeweils bis zu 500.000 Euro. Angesprochen waren Kommunen oder Zusammenschlüsse von Kommunen, die im Konsortium mit lokalen Energieversorgern, Industrieunternehmen und nordrhein-westfälischen Forschungseinrichtungen die Integration der Tiefengeothermie in die kommunale Energieversorgung im Rahmen einer Machbarkeitsstudie untersuchen möchten. Alle eingegangenen Bewerbungen wurden von einer unabhängigen Fachjury, bestehend aus externen Gutachterinnen und Gutachtern sowie Vertreterinnen und Vertretern des Ministeriums für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen (MWIDE), bewertet.

Die drei Projekte bereiten den Weg für weitere Kommunen, die Tiefe Geothermie für eine nachhaltige Wärmeversorgung erschließen wollen.