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27.10.2021 | Energieeffizienz | Im Fokus | Onlineartikel

Nutzung von Seethermie technisch und wirtschaftlich möglich

Autor:
Frank Urbansky
3 Min. Lesedauer

Die im Seewasser enthaltene Wärme kann mittels einer Flüssigeis-Technologie nutzbar gemacht werden. Erste Tests im Leipziger Neuseenland versprechen eine wirtschaftlich sinnvolle Nutzung.

Die Wärmemenge in Deutschlands Binnenseen könnte für eine klimaneutrale Wärmeversorgung genutzt werden. "Was wäre, wenn man nicht nur die Fließkraft von Gewässern energetisch nutzen würde, sondern auch die darin enthaltene Wärme? Flüsse und Seen gelten nämlich als gute Wärmespeicher – und das sogar ganzjährig", fragt Springer-Autor Benedikt Baikousis auf Seite 69 in seinem Zeitschrifteninterview Flüsse und Seen sind Wärmespeicher, auch im Winter den Ingenieur Christoph Steffan, der an entsprechenden Technologien forscht.

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Was wäre, wenn man nicht nur die Fließkraft von Gewässern energetisch nutzen würde, sondern auch die darin enthaltene Wärme? Flüsse und Seen gelten nämlich als gute Wärmespeicher - und das sogar ganzjährig. Diese in Deutschland bislang weitgehend …

Entsprechende Erprobungen und Simulationen gibt es schon seit geraumer Zeit. Auch im Leipziger Neuseenland, einer Tagebaurestlochlandschaft aus 40 Seen, laufen entsprechende Tests, wie sich die Seewärme nutzen lassen könnte.

Wasserschichtung im See exakt untersucht

Im Zwenkauer See, mit gut 1.200 Hektar einer der größten in der Region, wurde dies konkret erprobt, und zwar von JENA-GEOS. Das Unternehmen leitete ein einjähriges Verbundsprojekt mit Partnern wie dem Institut für Luft- und Kältetechnik Dresden, dem Institut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann, dem Energiedienstleister Tilia, der Technischen Beratung für Systemtechnik Bernd Felgentreff und der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus.

Untersucht wurden der Gewässerkörper, seine saisonalen Temperaturschichtungen und deren Beeinflussung. Dazu wurden auch die möglichen Auswirkungen der Entnahme und Rückführung von Wasser für die Wärmeversorgung eines Quartiers simuliert.

"Wir haben an mehreren Stellen im Zwenkauer See die Temperatur bis in fast 50 m Tiefe erfasst. Die Ergebnisse geben uns exakte Auskunft über die saisonale Temperaturschichtung. Dies wiederum ist Grundlage für die Simulation einer Wasserentnahme und der Wiedereinleitung nach Wärmeentzug – wichtige Voraussetzung für die limnologische Bewertung und die Genehmigungsfähigkeit einer Seethermie-Anlage", erläutert JENA-GEOS-Geschäftsführer Jörg Schmidt.

Daraus wurde eine technologische Konfiguration für ein Wärmeversorgungssystem entwickelt, deren Wirtschaftlichkeit optimiert sowie die Genehmigungsfähigkeit und die ökologischen Auswirkungen wie der CO2-Footprint des Gesamtsystems untersucht.

Nutzung mit Vakuum-Flüssigeis-Verfahren

Genutzt wird dabei ein Vakuum-Flüssigeis-Verfahren des Instituts für Luft- und Kältetechnik Dresden. Das kann dem entnommenen Seewasser auf intelligente und energiesparende Weise Wärme entziehen und funktioniert ähnlich wie eine Wärmepumpe. Die Technologie kommt also komplett ohne Chemikalien aus.

Für einen exemplarischen Standort mit 150 Gebäuden am Nordufer des Zwenkauer Sees könnte eine solche Anlage verfahrenstechnisch sinnvoll konfiguriert und eingesetzt sowie vergleichsweise wirtschaftlich betrieben werden, so ein Ergebnis. Die CO2-Bilanz, so der Verbund, sei dabei sehr gut.
In der Studie gibt das mitteldeutsche Expertengremium auch Empfehlungen, wie Seethermie künftig in der Energiewende eine gewichtige Rolle spielen kann. Dazu müssten die Ergebnisse jedoch in ein Rollout überführt werden. Nötig wäre die zeitnahe Errichtung eines Pilotprojektes, um Restfragen – etwa zur Fahrweise der Anlage und damit auch zur Wirtschaftlichkeit – zu klären. Die Anlage würde auch zu hohen Anteilen gefördert werden.

Dabei sind die Potenziale beeindruckend. Ein zukünftiger Hotelkomplex am Nordufer des Zwenkauer Sees hätte einen Jahresbedarf von etwa 1,5 GWh Wärme. Das entspricht gerade einmal 0,015 Prozent der im See vorhandenen Wärmemenge, die sich zudem auf natürliche Wiese regenerieren ließe. Dennoch ist eine Nutzung schwierig. "Regionale Rahmenbedingungen für die Nutzung von Oberflächengewässern für die thermische Nutzung von Seewasser sind bisher in Deutschland kaum vorhanden", benennt die Springer-Vieweg-Autorin Henriette Kammer in ihrem Buchkapitel Allgemeine Aspekte des Buches Thermische Seewassernutzung in Deutschland auf Seite 52 das Hauptproblem.

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