Quantifizierung und Kommunikation von Effizienz- und Kostenvorteilen durch zusätzliche Kühlung bei Erdwärmesondensystemen (QuKEE)

Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist es, durch Erarbeitung von Kommunikationskonzepten dem Informationsdefizit der oberflächennahen Geothermie zu begegnen. Insbesondere sind mögliche Kostenvorteile durch Regeneration von bzw. Wärmespeicherung mit Erdwärmesondensystemen für typische Anwendungsfälle der Wärme- und Kälteversorgung modellgestützt zu quantifizieren und für unterschiedliche Zielgruppen verständlich aufzubereiten. Die Ergebnisse sollen eine bessere Einordnung oberflächennaher Ge-othermie in Beratungs-, Planungs- und Entscheidungsprozessen ermöglichen. Durch ein Modell und eine Reihe von Parametervariationen sollen typische, praxisnahe Anwendungsfälle abgebildet werden, aus denen robuste Orientierungswerte, Wirkzu-sammenhänge und Entscheidungshilfen ableitbar sind. Dabei sind sowohl Gebäude- und Nutzungsprofile einerseits, als auch Sondenfeld, Untergrund und Regenerationsoptionen andererseits, zu berücksichtigen. Das Modell soll die Anwendungen in geeigneter Weise abstrahieren und als Bezugsgröße soll ein normierter Einsatz von Nutzenergie verwendet werden. Anhand des Modells und seiner Variationsfälle sollen Energieeffizienz, Endener-gie, Gesamt- und Gestehungskosten für die anteilige Wärme- und Kälteversorgung be-rechnet und die unterschiedlichen geothermischen Modellvariationen verglichen werden. Darzustellen sind gleichermaßen die effizienzinduzierten Einsparpotenziale, die sich durch niedrigere Betriebskosten ergeben und solche, die eine Senkung der Investitionskosten bewirken. Die Modellrandbedingungen sind zu idealisieren aber weitgehend praxisnah zu gestalten, entsprechende Werte sind durch Recherchen zu ermitteln. Bei der Modellierung sollen die Temperaturveränderungen im Untergrund dauerhaft ökologisch unbedenklich bleiben. Für den Modellierungsrahmen sollen jeweils mindestens drei Stützstellen definiert werden, anhand derer - ggf. mittels Inter- bzw. Extrapolation - Aussagen zu den Auswirkungen von Parametervariationen auf verschiedenen Systemkonfigurationen möglich sind. Die Modelle sollen den Maßstab vom Einfamilienhaus bis zur Quartiersebene abdecken. Es ist Wert darauf zu legen, anschauliche Ergebnisse zu erzielen, die die wesentlichen Wirkprinzipien erkennen lassen. Diese überschlägige Modellierung soll zum Erkenntnisgewinn beitragen und Planungsschritte unterstützen, sie jedoch nicht ersetzen. Zentraler Vergleichsmaßstab sind drei Betriebsweisen von Erdwärmesonden-Wärmepumpen-Systemen: erstens der reine Heizbetrieb ohne Regeneration, zweitens die teilweise Regeneration durch passive Kühlung und drittens ein bilanzierter Betrieb, bei dem zusätzlich zum Kühlbetrieb weitere Wärmequellen zur Regeneration des Untergrunds eingesetzt werden. Dabei sollen auch separat die Kosten der externen Wärmequelle (So-larthermie) als Option in die Rechnung aufgenommen und ausgewiesen werden. Diese Betriebsweisen sind für ausgewählte Anwendungsfälle gegenüberzustellen und hinsichtlich Strombezug, Jahresarbeitszahl, Bohrmeterbedarf, Flächenbedarf, Investitionskosten und Betriebskosten etc. auszuwerten. Zum Vergleich sind alternative Wärme- und Kälteversorgungslösungen heranzuziehen. Der Vergleich soll kostenseitig über die Gesamtaufwendungen erfolgen, kann jedoch auch als Differenzkostenvergleich angelegt werden, sofern gemeinsame Kostenbestandteile in allen verglichenen Varianten gleichermaßen anfallen. Diese sind als Sowieso-Kosten auszuweisen und nur dann in den Vergleich einzubeziehen, wenn sie für die jeweilige Entscheidung relevant sind. Die Erdwärmesonden-Wärmepumpen-Systeme sind mindestens zu vergleichen mit Luft-Wärmepumpen in Verbindung mit aktiver Kühlung sowie mit einer konventionellen Lösung mit separater Kühltechnik. Die Ergebnisse sollen so aufbereitet werden, dass sie für kommunale Wärmeplanung, Quartiersentwicklung, Stadtwerke, Wohnungswirtschaft, Energieberatung und Fachplanung nutzbar sind sowie zudem Endkunden Informationen direkt zur Verfügung gestellt werden. Neben dem Gutachtenbericht mit der Darstellung der Modellierungsergebnisse und den Schlussfolgerungen daraus sind deshalb zielgruppenspezifische Kommunikationskonzepte zu entwickeln, die die wesentlichen Ergebnisse in einfacher Form darstellen, um eine breite Wirkung zu entfalten. Die Kommunikationskonzepte stellen den Kern dieses Kurzgutachtens dar, die Durchführung der Modellierung liefert durch die Quantifizierung der Effekte hierfür lediglich die Grundlage. Die Kommunikationskonzepte sollen prüfen, wie die Bekanntheit der zugrun-deliegenden Sachverhalte erhöht werden kann. Es werden Empfehlungen für mehrere Kommunikationsansätze erwartet, die anhand einer Bewertung von Erfolgsfaktoren ermittelt werden sollen. Als eine mögliche Schlussfolgerung aus der Modellierung soll geprüft werden, wie die Auslegung von Erdsonden-Wärmepumpen-Systemen optimiert werden kann und ob die Regeneration des Untergrunds künftig als neuer Standard für den nachhaltigen Betrieb von Erdwärmesondensystemen gesetzt werden sollte. Die näheren fachlichen Einzelheiten sind der Leistungsbeschreibung zu entnehmen.