Gibt es eine umweltfreundliche und nachhaltige Möglichkeit, Gebäude zu heizen und zu kühlen? Die Antwort könnte direkt unter unseren Füßen liegen. Grundwasserleiter, 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 haben aufgrund der isolierenden Eigenschaften der Erde die Fähigkeit, Wärmeenergie zu speichern. Durch die Ausnutzung dieser Eigenschaften ist es möglich, thermische Energie auf oberirdische Gebäude zu übertragen, ohne Erdgas oder Strom aus fossilen Brennstoffen zu verwenden. Bei dieser Form der Geothermie handelt es sich um zwei separate Brunnen, einen heißen und einen kalten, die die Oberfläche mit dem darunter liegenden Grundwasser verbinden.
Im Winter wird Wasser aus dem etwa 15 Grad Celsius warmen Brunnen gepumpt und durch einen Wärmetauscher geleitet. Zusammen mit einer Wärmepumpe wird bei diesem Verfahren dem Grundwasser Wärme zur Beheizung von Innenräumen entzogen. Das nun kältere Wasser wird dann in den zweiten Brunnen geleitet, wodurch ein Kaltwasservorrat entsteht, der im Sommer zur Kühlung der Gebäude genutzt werden kann.
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 Einsatz von Erdgas und Strom zum Heizen und Kühlen um bis zu 40 % reduzieren.
Grundwasserleiter, Technologie ist nicht jedermanns Sache…
Trotz ihrer vielen Vorteile ist die ATES-Technologie weltweit noch nicht weit verbreitet. Rund 85 % der ATES-Systeme befinden sich in den Niederlanden, wo die Geologie günstig ist und strenge nationale Standards für die Energieeffizienz gelten. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass weite Teile Deutschlands und fast ein Drittel der spanischen Bevölkerung in für ATES geeigneten Gebieten leben. Und auch Italien ist, wie man sieht, in einer guten Verfassung aus dieser Karte. Die „Führer“, die diese Technologie stärker als andere nutzen könnten, sind das Piemont, die Emilia Romagna und die Toskana.
Natürlich ist die ATES-Technologie nicht für alle Bereiche geeignet, da sie von einer Reihe komplexer geologischer Faktoren abhängt. Hierbei handelt es sich um geothermische Reservoire mit sehr niedriger Enthalpie. Beispielsweise hätte eine auf festem Fels errichtete Stadt keinen einfachen Zugang zu einem Grundwasserleiter, und selbst eine Stadt mit Zugang zu einem Grundwasserleiter bräuchte eine ausreichende „hydraulische Leitfähigkeit“, d. h. einen problemlosen Wasserfluss 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 der Installation von Bohr- und Pumpgeräten verbunden sind.
…aber wo es geht, funktioniert es
Sobald die Brunnen und Pumpen gebaut sind, wird das System mit kostenloser, reichlich vorhandener Sonnen- oder Windenergie betrieben. ATES nimmt nur 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 geringere Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Energiequellen und eine geringere Belastung der Umwelt. ATES eignet sich besonders für große Gebäude wie Krankenhäuser oder Gebäudegruppen wie Hochschulen, die sich möglicherweise eine eigene Einrichtung für Brunnen und andere Geräte teilen.
Wenn Sie bereit sind, zunächst zu investieren, um die Klimaresistenz zu verbessern und nachhaltiger zu werden, ist die Aquifer-Technologie eine ideale Option. Angesichts des wachsenden Bewusstseins für den Klimawandel und der Notwendigkeit, Treibhausgasemissionen zu reduzieren, könnte ATES zu einer immer beliebter werdenden Lösung für eine nachhaltige Energiezukunft werden.
