PotAMMO

Trotz der vielversprechenden Perspektiven der thermischen Energiespeicherung in Grundwasserleitern (Aquifer Thermal Energy Storage, ATES) zur saisonalen Verschiebung von Wärmeüberschüssen, etwa zur Speicherung sommerlicher Überschusswärme für die Nutzung in Wintermonaten, mangelt es in vielen Regionen an fundierten Untersuchungen zu den spezifischen ATES-Potenzialen. Vor diesem Hintergrund verfolgt das Verbundprojekt PotAMMO das Ziel, exemplarisch für die Regionen Mannheim und Offenbach die Möglichkeiten der Integration von ATES in lokale Wärmenetze zu analysieren. Dabei wird ein multikriterieller Ansatz angewendet, der geologische, hydrogeologische, technische, regulatorische, klimatische sowie ökonomische Faktoren in die Untersuchung einbezieht. Das Projekt ist in 4 Arbeitspakete (AP) gegliedert.

Im ersten Arbeitspaket erfolgt eine detaillierte Erhebung des gegenwärtigen und zukünftigen Wärmebedarfs, der Netzstrukturen sowie der Wärmequellenpotenziale (wie Abwärme und Kühlkapazitäten) in den Modellregionen Mannheim und Offenbach. Ergänzend dazu wird das geologische und hydrogeologische Potenzial für die Nutzung von Aquiferspeichern untersucht, wobei geeignete Speicherhorizonte und -standorte identifiziert werden. Darüber hinaus umfasst dieses Arbeitspaket die Entwicklung geothermischer Explorationsmethoden sowie die Erstellung von Szenarien zum Ausbau der Wärmenetze.

In AP2 steht die thermodynamische Charakterisierung von ATES im Mittelpunkt. Hierzu wird die Integration von ATES in bestehende Fernwärmesysteme durch numerische Mo-dellierungen der Speicherhorizonte und der Netzinfrastrukturen simuliert. Ein zentraler Aspekt dieses Arbeitspakets ist die Schnittstellenentwicklung zur Modellkopplung sowie die Erstellung vereinfachter ATES-Modelle für Parameterstudien und Optimierungsbe-rechnungen

Das dritte Arbeitspaket konzentriert sich auf die Entwicklung von Methoden zur ökologischen und ökonomischen Bewertung. Diese umfassen die Erstellung von Sachbilanzen über den gesamten Lebenszyklus eines ATES-Systems, unter Berücksichtigung von Energie-, Rohstoff- und Betriebsstoffverbräuchen sowie der daraus resultierenden Emissionen. Zusätzlich wird die Wirtschaftlichkeit der ATES-Anlagen durch die Berechnung von Investitions- und Betriebskosten quantifiziert.

Im abschließenden vierten Arbeitspaket erfolgt eine umfassende Systemoptimierung und -bewertung. Dazu gehört die Bestimmung von Auslegungs- und Betriebsparametern, die eine optimale Integration von ATES-Anlagen in bestehende sowie geplante Netzinfrastrukturen ermöglichen. Durch systematische Optimierungsläufe werden zudem die Prozesse identifiziert, die den größten Einfluss auf Kosten und Treibhauspotenzial ausüben. Ferner ist die Identifikation möglicher technischer Risiken sowie die Einschätzung ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit und Auswirkungen vorgesehen. Mit dem Projektabschluss sollen belastbare Methoden und Handlungsempfehlungen für die Identifikation und Bewertung von ATES-Potenzialen vorliegen, die auf andere Regionen übertragbar sind.