Gibt es eine umweltfreundliche und nachhaltige Möglichkeit, Gebäude zu heizen und zu kühlen? Die Antwort könnte direkt unter unseren Füßen liegen. Aquifere, Formationen aus porösem Gestein oder Materialien wie Sand und Kies, können dank einer Technologie namens Aquifer Thermal Energy Storage (ATES).
Ein Energieschatz unter Tage
Grundwasserleiter können dank der isolierenden Eigenschaften der Erde Wärmeenergie speichern. Durch die Ausnutzung dieser Eigenschaften ist es möglich, thermische Energie in oberirdische Gebäude zu übertragen, ohne Erdgas oder Strom aus fossilen Brennstoffen zu verwenden. Bei dieser Form der Erdwärme werden zwei getrennte Brunnen, ein heißer und ein kalter, verwendet, die die Oberfläche mit dem darunter liegenden Grundwasser verbinden.
Im Winter wird das etwa 15 Grad heiße Wasser aus dem heißen Brunnen gepumpt und durch einen Wärmetauscher geleitet. Zusammen mit einer Wärmepumpe entzieht dieses Verfahren dem Grundwasser Wärme, um Innenräume zu beheizen. Das nun kältere Wasser wird dann in den zweiten Brunnen geleitet, wodurch ein Kaltwasservorrat entsteht, der im Sommer zur Kühlung der Gebäude verwendet wird.
Da Pumpen und andere Geräte mit erneuerbarer Energie wie Sonne oder Wind betrieben werden, trägt dieses hydrothermale System dazu bei, die Nachfrage nach fossilen Brennstoffen zu reduzieren und die COXNUMX-Emissionen zu begrenzen. Eine neue Veröffentlichung in Applied Energy (Ich verlinke es hier) Er sagt, dass ATES könnte den Verbrauch von Erdgas und Strom zum Heizen und Kühlen um bis zu 40 % reduzieren.
Aquifere, Technologie ist nicht jedermanns Sache...
Trotz ihrer vielen Vorteile ist die ATES-Technologie weltweit noch nicht weit verbreitet. Etwa 85 % der ATES-Systeme befinden sich in den Niederlanden, wo die Geologie günstig ist und es strenge nationale Standards für Energieeffizienz gibt. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass große Teile Deutschlands und fast ein Drittel der spanischen Bevölkerung in ATES-freundlichen Gebieten leben. Und Italien geht es auch gut, wie man sieht aus dieser Karte. Die "führenden Partner", die diese Technologie stärker als die anderen nutzen könnten, sind Piemont, Emilia Romagna und die Toskana.
Die ATES-Technologie ist natürlich nicht für alle Bereiche geeignet, da sie von einer Reihe komplexer geologischer Faktoren abhängt. Dies sind geothermische Reservoirs mit sehr niedriger Enthalpie. Zum Beispiel hätte eine Stadt, die auf festem Fels gebaut ist, keinen einfachen Zugang zu einem Grundwasserleiter, und selbst eine Stadt mit Zugang zu einem Grundwasserleiter würde eine ausreichende „hydraulische Leitfähigkeit“ benötigen, d.h. eine Leichtigkeit des Wasserflusses durch unterirdische Materialien wie Sand und Kies . ATES bringt auch Hindernisse mit sich, wie zum Beispiel die hohen Kosten, die mit der geologischen Analyse der Grundwasserleiter und mit der Installation von Bohr- und Pumpausrüstung verbunden sind.
...aber wo es geht, geht es
Sobald die Brunnen und Pumpen an Ort und Stelle sind, läuft das System mit reichlich vorhandener und kostenloser Sonnen- oder Windenergie. ATES nimmt wenig Fläche ein und lässt Platz für Stadtgärten und andere offene Grünflächen, die Städte zunehmend benötigen. Und das sind nicht die einzigen Vorteile, die die Technologie bietet: Erstens eine Verringerung der Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Energiequellen und eine geringere Belastung der Umwelt. ATES eignet sich besonders für große Gebäude wie Krankenhäuser oder Gebäudegruppen wie Universitäten, die sich möglicherweise eine eigene Anlage für Brunnen und andere Ausrüstung teilen.
Wenn Sie bereit sind, im Voraus zu investieren, um die Klimaresilienz zu verbessern und nachhaltiger zu werden, ist eine auf Grundwasserleitern basierende Technologie eine ideale Option. Angesichts des wachsenden Bewusstseins für den Klimawandel und der Notwendigkeit, Treibhausgasemissionen zu reduzieren, könnte ATES zu einer immer beliebteren Lösung für eine nachhaltige Energiezukunft werden.
