Die Nutzung des Untergrunds zur Energiegewinnung und -speicherung ist ein wichtiger Baustein für eine zukunftsorientierte und nachhaltige Energieversorgung. Durch die Erschließung geothermischer Ressourcen besteht die Möglichkeit die Wärme aus dem tiefen Untergrund zur direkten Wärmebereitstellung zu nutzen, durch entsprechende Techniken in Wärme auf ein höheres oder tieferes Temperaturniveau ("Kälte") zu transformieren oder in Strom umzuwandeln. Für die Wandlung in Strom sind Kraftwerkskreisläufe nach dem Clausius-Rankine oder einem modifizierten Clausius-Rankine Prozess üblich. Obwohl die Nutzung der Geothermie zur Gewinnung oder Speicherung von Energie auf den gleichen thermodynamischen Prozessen wie in der konventionellen Energietechnik basiert, müssen vor allem die Einflüsse der geologischen Bedingungen berücksichtigt und angepasste Entwurfsalgorithmen und Optimierungsstrategien entwickelt werden. Das Kompetenzcluster "Prozess- und Anlagentechnologien" befasst sich mit der Untersuchung energie- und verfahrenstechnischer Aspekte bei der Nutzung des unterirdischen Raums als Bestandteil einer zukunftsfähigen Energieversorgung. Dabei werden in den Bereichen Energietechnik, Verfahrenstechnik, Materialauswahl sowie Versuchs- und Pilotanlagenengineering technische Fragestellungen angegangen, aber auch ökonomische und ökologische Aspekte berücksichtigt.

Verfahrenstechnik

Das Ziel der Verfahrenstechnik ist die verlässliche Förderung und Injektion von in der Regel stark mineralisierten, mehrphasigen Tiefenwässern. Voraussetzung für einen planungssicheren Aufbau und Betrieb des Thermalwasserkreislaufs ist dabei die Auswahl geeigneter Komponenten sowie operativer Parameter. In laufenden Forschungsprojekten wird daher das Verhalten unterschiedlicher Materialien in Gegenwart korrosiver Milieus sowie Ausfällungs erscheinungen und Entgasungsvorgänge experimentell und modelltechnisch untersucht.

Energietechnik

Die energetische Nutzung geothermischer Ressourcen erfordert die Entwicklung geeigneter technischer Anlagenkonzepte, da diese noch nicht einem etablierten Standard entsprechen. Am GFZ stehen dabei die Anpassung vorhandener technischer Komponenten sowie die Entwicklung geeigneter Auslegungsansätze im Vordergrund, die ein optimales Zusammenwirken der Komponenten in tiefengeothermischen Anlagen ermöglichen. Das Ziel ist es, die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit sowie die Effizienz des Gesamtsystems zu verbessern.

Thermische Untergrundspeicher

Energieversorgungssysteme mit Aquiferspeichern bestehen aus verschiedenen Teilsystemen: dem Untergrund, dem anlagentechnischen Teil und den Nutzern, welche die Energiebedarfsstruktur bestimmen. Das GFZ befasst sich mit der Steigerung der
Zuverlässigkeit und Effizienz solcher Systeme im Rahmen einer ganzheitlichen Systembetrachtung. Zentraler Standort für die bisherigen Untersuchungen sind die Parlamentsbauten in Berlin, welche u. a. durch einen Wärme- und einen Kältespeicher im Untergrund energetisch versorgt werden.

Kontakt

Ali Saadat
Wissenschaftler
Dr.-Ing. Ali Saadat
Geothermische Energiesysteme
Telegrafenberg
Gebäude A 69 , Raum 218
14473 Potsdam
+49 331 288-1459
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