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Energiewende braucht Wärmewende – Chancen und Limitierungen der intensiven thermischen Nutzung des oberflächennahen Untergrundes in urbanen Gebieten vor dem Hintergrund der aktuellen Energiedebatte in Deutschland

Chances and limitations of the intensive thermal use of the shallow subsurface in urban areas in the context of the current energy debate in Germany

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Literatur

  • Allen, A., Milenic, D., Sikora, P.: Shallow gravel aquifers and the urban ‘heat island’ effect: a source of low enthalpy geothermal energy. Geothermics. 32(4–6), 569–578 (2003). doi:10.1016/S0375-6505(03)00063-4

    Article  Google Scholar 

  • Arning, E., Kölling, M., Schulz, H.D., Panteleit, B., Reichling, J.: Einfluss oberflächennaher Wärmegewinnung auf geochemische Prozesse im Grundwasserleiter. Grundwasser. 11(1), 27–39 (2006)

    Article  Google Scholar 

  • Balke, K.-D.: Der thermische Einfluss besiedelter Gebiete auf das Grundwasser, dargestellt am Beispiel der Stadt Köln. GWF-Wasser/Abwasser. 115,117–124 (1974)

    Google Scholar 

  • Banks, D.: Thermogeological assessment of open-loop well-doublet schemes: a review and synthesis of analytical approaches. Hydrogeol. J. 17(5), 1149–1155 (2009)

    Article  Google Scholar 

  • Bauer, S., Beyer, C., Dethlefsen, F., Dietrich, P., Duttmann, R., Ebert, M., Feeser, V., Görke, U., Köber, R., Kolditz, O., Rabbel, W., Schanz, T., Schäfer, D., Würdemann, H., Dahmke, A.: Impacts of the use of the geological subsurface for energy storage: an investigation concept. Environ. Earth Sci. 70(8), 3935–3943 (2013)

    Article  Google Scholar 

  • Bundesverband Geothermie: http://www.geothermie.de/wissenswelt/geothermie/in-deutschland.html (2015)

  • Birks, D., Whittall, S., Savill, I., Younger, P.L., Parkin, G.: Groundwater cooling of a large building using a shallow alluvial aquifer in Central London. Q. J. Eng. Geol. Hydrogeol. 46(2), 189–202 (2013)

    Article  Google Scholar 

  • Bridger, D.W., Allen, D.M.: Heat transport simulations in a heterogeneous aquifer used for aquifer thermal energy storage (ATES). Can. Geotech. J. 47, 96–115 (2010)

    Article  Google Scholar 

  • Brielmann, H., Griebler, C., Schmidt, S.I., Michel, R., Lueders, T.: Effects of thermal energy discharge on shallow groundwater ecosystems. FEMS Microbiol. Ecol. 68(3), 273–286 (2009)

    Article  Google Scholar 

  • Bundesregierung: http://www.bundesregierung.de/Content/DE/Artikel/2014/01/2014-01-28-waermemarkt-hendricks.html (2014)

  • Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi): Energiedaten: Gesamtausgabe. http://www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/E/energiestatistiken-grafiken (2015a)

  • Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi): Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr 2014. http://www.erneuerbare-energien.de/EE/Redaktion/DE/Downloads/entwicklung_der_erneuerbaren_energien_in_deutschland_im_jahr_2014.pdf?__blob=publicationFile&v=7 (2015b)

  • DVGW: Erdwärmenutzung in Einzugsgebieten von Trinkwassergewinnungsanalgen, S. 14. (2013)

  • Epting, J., Handel, F., Huggenberger, P.: Thermal management of an unconsolidated shallow urban groundwater body. Hydrol. Earth Syst. Sci. 17(5), 1851–1869 (2013)

    Article  Google Scholar 

  • Epting, J., Huggenberger, P.: Unraveling the heat island effect observed in urban groundwater bodies – Definition of a potential natural state. J. Hydrol. 501, 193–204 (2013). doi:10.1016/j.jhydrol.2013.08.002

    Article  Google Scholar 

  • Epting, J., Huggenberger, P.: Energie als Abfall? Gefragt sind neue Thermische Bewirtschaftungskonzepte des oberflächennahen Untergrunds. Aqua Gas. 7/8, (2014)

  • Ferguson, G., Woodbury, A.D.: Urban heat island in the subsurface. Geophys. Res. Lett. 34(23), 1–4 (2007)

  • Ferguson, G., Woodbury, A.D.: Observed thermal pollution and post-development simulations of low-temperature geothermal systems in Winnipeg, Canada. Hydrogeol. J. 14(7), 1206–1215 (2006)

    Article  Google Scholar 

  • Florides, G., Kalogirou, S.: Ground heat exchangers: a review of systems, models and applications. Renew. Energ. 32, 2461–2478 (2007)

    Article  Google Scholar 

  • Griebler, C., Kellermann, C., Stumpp, C., Hegler, F., Kuntz, D., Walker-Hertkon, S.: Auswirkungen thermischer Veränderungen infolge der Nutzung oberflächennaher Geothermie auf die Beschaffenheit des Grundwassers und seiner Lebensgemeinschaften – Empfehlungen für eine umweltverträgliche Nutzung. 156 S.; Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau (2015).

  • Grimm, M., Stober, I., Kohl, R., Blum, P.: Schadensfallanalyse von Erdwärmesondenbohrungen in Baden-Württemberg. Grundwasser. 19(4), 275–286 (2014). doi:10.1007/s00767-014-0269-1

    Article  Google Scholar 

  • Haendel, F., Liedl, R., Fank, J., Rock, G.: Regional modeling of geothermal energy systems in shallow aquifers: the Leibnitzer Feld case study (Austria). Environ. Earth Sci. 70(8), 3433–3446 (2013)

    Article  Google Scholar 

  • Hähnlein, S., Blum, P., Bayer, P.: Oberflächennahe Geothermie – aktuelle rechtliche Situation in Deutschland. Grundwasser. 16(2), 69–75 (2011)

    Article  Google Scholar 

  • Hölting, B., Coldewey, W.G.: Hydrogeologie – Einführung in die Allgemeine und Angewandte Hydrogeologie, 8. Aufl. Springer, München (2013)

  • Ingerle, K.: Beitrag zur Berechnung der Abkühlung des Grundwasserkörpers durch Wärmepumpen. Österreichische Wasserwirtschaft. 40, 280–284 (1988)

  • Jesußek, A., Grandel, S., Dahmke, A.: Impacts of subsurface heat storage on aquifer hydrogeochemistry. Environ. Earth Sci. 69, 1999–2012 (2013). doi:10.1007/s12665-012-2037-9

    Article  Google Scholar 

  • LAWA: Grundwasser. Richtlinien für Beobachtung und Auswertung. Teil 2 – Grundwassertemperatur, S 35. (1987)

  • Menberg, K., Blum, P., Schaffitel, A., Bayer, P.: Long-term evolution of anthropogenic heat fluxes into a subsurface urban heat island. Environ. Sci. Technol. 47(17), 9747–9755 (2013a)

    Article  Google Scholar 

  • Menberg, K., Bayer, P., Zosseder, K., Rumohr, S., Blum, P.: Subsurface urban heat islands in German cities. Sci. Total Environ. 442, 123–133 (2013b)

    Article  Google Scholar 

  • Pannike, S., Koelling, M., Panteleit, B., Reichling, J., Scheps, V., Schulz, H.D.: Influence of hydrogeological parameters on temperature variations due to borehole heat exchangers. Grundwasser. 11(1), 6–18 (2006)

    Article  Google Scholar 

  • Possemiers, M., Huysmans, M., Batelaan, O.: Influence of Aquifer Thermal Energy Storage on groundwater quality: A review illustrated by seven case studies from Belgium. J. Hydrol. Regional Studies. 2, 20–34 (2014)

    Article  Google Scholar 

  • Saner, D., Juraske, R., Kübert, M., Blum, P., Hellweg, S., Bayer, P.: Is it only CO2 that matters? A life cycle perspective on shallow geothermal systems. Renew. Sust. Energ. Rev. 14(7), 1798–1813 (2010)

    Article  Google Scholar 

  • Sanner B., Mands, E., Sauer, M.K.: Larger geothermal heat pump plants in the central region of Germany. Geothermics. 32, 589–602 (2003)

    Article  Google Scholar 

  • Schelenz, S., Firmbach, L., Shao, H., Dietrich, P., Vienken, T.: Novel approaches for an enhanced geothermal development of residential sites. Geophysical Research Abstracts. 17, EGU2015-2551 (2015)

  • Schmid, F.: Räumliche und rechtliche Herausforderungen beim dichten Einsatz von Erdwärmesonden. DAS-Programm in Raumplanung 2013/2015: Exposé (2015)

  • Stober, I., Bucher, K.: Geothermie. Springer, Berlin (2012)

  • Vienken, T., Schelenz, S., Rink, K., Dietrich, P.: Sustainable intensive thermal use of the shallow subsurface – a critical view on the status quo. Groundwater. 53(3), 356–361 (2015)

    Article  Google Scholar 

  • VDI – Verband Deutscher Ingenieure: Richtlinie 4640, Blatt 2: Thermische Nutzung des Untergrundes – Erdgekoppelte Wärmepumpenanlagen (2001)

  • WHG – Bundesministerium der Justiz und für Verbraucherschutz: Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts (Wasserhaushaltsgesetz – WHG) (2013)

  • Zhu, K., Blum, P., Ferguson, G., Balke, K.-D., Bayer, P.: The geothermal potential of urban heat islands. Environ. Res. Lett. 5(4) (2010)

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Diese Arbeit wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Forschungsprojektes ANGUS+ (Förderkennzeichen 03EK3022B) gefördert.

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Vienken, T., Händel, F., Epting, J. et al. Energiewende braucht Wärmewende – Chancen und Limitierungen der intensiven thermischen Nutzung des oberflächennahen Untergrundes in urbanen Gebieten vor dem Hintergrund der aktuellen Energiedebatte in Deutschland. Grundwasser 21, 69–73 (2016). https://doi.org/10.1007/s00767-015-0303-y

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