{"id":58518,"date":"2024-06-12T17:32:37","date_gmt":"2024-06-12T15:32:37","guid":{"rendered":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/?p=58518"},"modified":"2024-06-12T17:32:37","modified_gmt":"2024-06-12T15:32:37","slug":"zwei-fliegen-mit-einer-klappe-grundwasserreinigung-und-waermespeicherung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/zwei-fliegen-mit-einer-klappe-grundwasserreinigung-und-waermespeicherung\/","title":{"rendered":"Zwei Fliegen mit einer Klappe: Grundwasserreinigung und W\u00e4rmespeicherung"},"content":{"rendered":"\n

Ein UFZ-Team testet eine Anlage zur unterirdischen Speicherung thermischer Energie, die gleichzeitig belastetes Grundwasser reinigt<\/h3>\n\n\n
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\"\"<\/a>
Teil der Pilotanlage am UFZ-Standort Leipzig (Foto: Andr\u00e9 K\u00fcnzelmann \/ UFZ<\/em>)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

<\/strong>Thermische Energie in Grundwasserleitern zu nutzen, kann einen wichtigen Beitrag zum CO2<\/sub>-freien W\u00e4rmemanagement leisten. Vor allem oberfl\u00e4chennahe Grundwasserleiter in St\u00e4dten und Industriearealen sind h\u00e4ufig mit Schadstoffen verunreinigt. Damit k\u00f6nnen sie nicht ohne weiteres als saisonaler W\u00e4rmespeicher genutzt werden. Forschende des Helmholtz-Zentrums f\u00fcr Umweltforschung (UFZ), der Christian-Albrechts-Universit\u00e4t zu Kiel und der Firma Eneotech haben nun am UFZ-Standort in Leipzig im Rahmen des Forschungsprojekts KONATES eine Pilotanlage in Betrieb genommen. Sie soll als W\u00e4rmetauscher dienen, zugleich Schadstoffe aus dem Grundwasser entfernen – und k\u00f6nnte Blaupause sein f\u00fcr eine CO2<\/sub>-arme, energetische Bewirtschaftung kontaminierter Grundwasserleiter generell.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

(Pressemitteilung UFZ<\/a>)<\/p>\n\n\n\n

Grundwasserleiter, so genannte Aquifere, sind wichtig, weil sie vielerorts Trink- oder Brauchwasser liefern. Sie k\u00f6nnen aber noch eine andere wichtige Aufgabe \u00fcbernehmen, indem sie als saisonaler W\u00e4rmespeicher genutzt werden. Darauf setzen UFZ-Forschende in Leipzig: Sie nutzen einen bis zu 5 Meter m\u00e4chtigen Grundwasserleiter, in dem unter dem UFZ-Gel\u00e4nde in rund 12 Meter Tiefe das Grundwasser mit einer konstanten Temperatur von 14 Grad Celsius und einer Geschwindigkeit von ca. einem Meter pro Tag durch den sandigen Kies str\u00f6mt. „Wenn man dem Grundwasserleiter im Sommer das Wasser entnimmt, und ihm \u00fcber W\u00e4rmetauscher die K\u00e4lte entzieht, kann man damit Geb\u00e4ude k\u00fchlen und das erw\u00e4rmte Wasser zur\u00fcck in den Untergrund pumpen. F\u00f6rdert man nun das eingespeiste erw\u00e4rmte Wasser im Winter aus dem Grundwasserleiter, l\u00e4sst sich die gewonnene W\u00e4rme zum Heizen von Geb\u00e4uden nutzen“, erkl\u00e4rt Prof. Holger Wei\u00df, der das Forschungsprojekt KONATES koordiniert. Das Besondere an dem Vorhaben: Die Forschenden wollen mit einer sogenannten ATES (Aquifer Thermal Energy Storage)-Anlage nicht nur W\u00e4rme und K\u00e4lte f\u00fcr einen k\u00fcnftigen CO2<\/sub>-freien Wissenschaftspark erzeugen, sondern auch das mit chlorierten Kohlenwasserstoffen belastete Grundwasser reinigen, eine Altlast, wie sie an vielen Stadt- und Industriestandorten zu finden ist. <\/p>\n\n\n\n

Im Wissenschaftspark Leipzig hat das Team um den Geologen Holger Wei\u00df deswegen eine Pilotanlage errichtet. Darin wird das Grundwasser aus dem Aquifer \u00fcber einen Brunnen nach oben gepumpt und in zwei Container geleitet. Dort wird das Wasser erw\u00e4rmt und in aufeinanderfolgenden Zyklen zur\u00fcck in den Untergrund gepumpt.  „Unsere Modellierungen mit der UFZ open source Modellierungsplattform OpenGeoSys haben ergeben, dass bei den konkreten hydraulischen Randbedingungen sogar f\u00fcr den flachen Aquifer eine W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung von 25 Prozent m\u00f6glich ist. Ein h\u00f6herer Wirkungsgrad ist in der Erprobungsphase (proof-of-concept) und auf dieser Ma\u00dfstabsebene auch erst mal nicht beabsichtigt“, sagt Holger Wei\u00df. Zum anderen wird in Feldexperimenten untersucht, welche Mikroorganismen bei unterschiedlichen Temperaturen im Grundwasser vorkommen und ob diese die Schadstoffe im Grundwasser abbauen. „Aus fr\u00fcheren Untersuchungen an einem \u00e4hnlichen Grundwasserleiter bei Wittstock, dem Testfeld der Uni Kiel (TestUM), wissen wir zum Beispiel, dass sich die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft zwischen 45 und 60 Grad Celsius Wassertemperatur drastisch \u00e4ndert“, berichtet der UFZ-Forscher. Unklar ist aber, ob die Mikroorganismen, die bei diesen hohen Temperaturen \u00fcberleben, genau jene chlorierten Kohlenwasserstoffe abbauen, die den Aquifer im Untergrund des UFZ-Areals belasten. Aus Voruntersuchungen ist bekannt, dass dort vor allem Mikroorganismen der Gattung Dehalococcoides<\/em> weit verbreitet sind, die chlorhaltige Verbindungen abbauen k\u00f6nnen. Die Forschenden erw\u00e4rmen deswegen das entnommene Wasser auf bis zu 80 Grad Celsius und ermitteln dann, bei welcher Temperatur die Bakterien am effizientesten Schadstoffe abbauen. <\/p>\n\n\n\n

Untersuchen wird das Forschungsteam auch, welche biogeochemischen Auswirkungen der mikrobielle Abbau auf die technische Ausr\u00fcstung hat. So k\u00f6nnen die Mikroorganismen bei erh\u00f6hten Temperaturen Biofilme bilden, die die kleinen Filterschlitze in den Brunnen verstopfen. Zudem kann es zur Korrosion an Anlagenteilen und zu Problemen bei der Behandlung des in Leipzig sehr harten Grundwassers kommen, wenn dort insbesondere Kalk, aber auch Eisen durch die Erw\u00e4rmung ausf\u00e4llt. Au\u00dferdem werden die Forschenden neue Reinigungsmethoden erproben. Stand der Technik ist bislang, dass die chlorierten Kohlenwasserstoffe \u00fcber Aktivkohle absorbiert werden – mit dem Nachteil, dass diese hinterher aufwendig regeneriert oder entsorgt werden muss. Als nachhaltigere Alternative sollen in der Anlage neue, am UFZ entwickelte Zeolith-Adsorber getestet werden. „Diese Filtermaterialien k\u00f6nnen vor Ort regeneriert und dann wieder eingesetzt werden“, sagt Holger Wei\u00df. <\/p>\n\n\n\n

Aus den beiden Containern wird das entnommene und behandelte Grundwasser anschlie\u00dfend \u00fcber einen zweiten Brunnen zur\u00fcck in den Aquifer gepumpt. Dort k\u00fchlt es sich auf dem weiteren Weg zur UFZ-Grundst\u00fcckgrenze ab. In einem dritten, abstromig gelegenen Brunnen wird \u00fcberwacht, dass das Grundwasser beim Verlassen des Gel\u00e4ndes den vorgegebenen Temperaturgrenzwert von 16 Grad Celsius nicht \u00fcberschreitet. Insgesamt zw\u00f6lf auf der Anlage verteilte Messstellen geben zudem Auskunft, wie sich im Grundwasserleiter die Temperaturen und die Schadstoffbelastung entwickeln und welche Bakterienst\u00e4mme bei welchen Temperaturen die Schadstoffe abbauen. <\/p>\n\n\n\n

Bis Mitte 2025 haben die Forschenden im Projekt KONATES nun Zeit f\u00fcr die Experimente – Zeit, die sie brauchen, um die Leistungsgrenzen der ATES-Pilotanlage zu ermitteln. Anschlie\u00dfend erstellen sie einen Leitfaden mit Empfehlungen, wie sich die saisonale W\u00e4rmespeicherung mit Sanierungsma\u00dfnahmen des Grundwassers ideal kombinieren l\u00e4sst. „Ziel ist, CO2<\/sub>-arme energetische Bewirtschaftungssysteme zun\u00e4chst f\u00fcr den Wissenschaftspark Leipzig zu entwickeln“, sagt Holger Wei\u00df. F\u00fcr die Methodik sieht er bundesweit ein gro\u00dfes Potenzial. „In vielen industriellen und urbanen Gegenden finden sich chemische Altlasten wie etwa chlorierte Kohlenwasserstoffe. Da bei der geothermischen Nutzung kontaminierter Grundw\u00e4sser diese zu reinigen sind, k\u00f6nnte man mit diesem klimaneutralen Verfahren der W\u00e4rmebewirtschaftung zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen.“Das Projekt KONATES<\/a> (KONtaminiertATES) hat eine Laufzeit bis 07\/2025. Es wird \u00fcber das BMBF-Fachprogramm Geoforschung f\u00fcr Nachhaltigkeit (GEO:N<\/a>) im BMBF-Themenschwerpunkt „M\u00f6glichkeiten und Grenzen thermischer Energiespeicherung in Aquiferen“ gef\u00f6rdert. Projektpartner sind die Christian-Albrechts-Universit\u00e4t zu Kiel (Institut f\u00fcr Geowissenschaften, Kompetenzzentrum Geo-Energie (KGE)) und die Firma eneotech Umwelt GmbH.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ein UFZ-Team testet eine Anlage zur unterirdischen Speicherung thermischer Energie, die gleichzeitig belastetes Grundwasser reinigt Thermische Energie in Grundwasserleitern zu nutzen, kann einen wichtigen Beitrag zum CO2-freien W\u00e4rmemanagement leisten. Vor … \u201eZwei Fliegen mit einer Klappe: Grundwasserreinigung und W\u00e4rmespeicherung\u201c <\/span>weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":17,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[303,8406,1043,549,8524],"tags":[9072,8404,7251,3154,1842,3190],"class_list":["post-58518","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-in-unserem-briefkasten","category-klimakrise","category-pressemitteilungen","category-umwelt","category-wissenschaft","tag-abwasserentsorgung","tag-co2","tag-energie","tag-grundwasser","tag-helmholtz","tag-wasserspeicher"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/58518","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/17"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=58518"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/58518\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=58518"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=58518"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.schiebener.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=58518"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}