Numerische Simulationen des Ausbreitungsverhaltens von Wärmeträgerfluid-Inhaltsstoffen aus Erdwärmesonden in Trinkwassereinzugsgebieten

Abstract

ZusammenfassungAufgrund deutlich erhöhter Wärmebedarfsdichten urbaner Räume besteht in besonderem Maße hier die Möglichkeit und Erfordernis, durch eine nachhaltige Wärmeversorgung und saisonale Wärmespeicherung im geologischen Untergrund einen wesentlichen Beitrag zu den national und international gesetzten Klimaschutzzielen zu liefern. Eine effiziente Möglichkeit zur Wärmegewinnung und -speicherung bieten hierfür Erdwärmesonden, die jedoch aus Gründen des vorbeugenden Grundwasserschutzes in Bereichen der Trinkwassernutzung heutzutage meist nicht oder nur beschränkt genehmigt werden. Numerische Simulationen einer Erdwärmesondenleckage für Randbedingungen eines zur Trinkwassergewinnung genutzten norddeutschen Aquifers auf Grundlage von aufgearbeiteten stoffspezifischen Abbauratenkonstanten zeigen, dass Grenzwerte für die meisten handelsüblichen Wärmeträgerfluid-Inhaltsstoffe bereits bei einem Abstand von nur 100 m zwischen Erdwärmesonde und Trinkwasserentnahme aufgrund starker Verdünnung und mikrobiellen Abbaus mit einem Faktor > 10 unterschritten werden. Vor dem Hintergrund dieser Ergebnisse und angesichts der Zielsetzung einer Reduktion fossiler Primärenergiequellen um 80–95 % bis 2050, erscheinen pauschale Abstandsvorgaben (von zurzeit > 1000 m) daher zumindest hinsichtlich der Trinkwassergefährdung durch Erdwärmesondenleckagen diskussionswürdig.