Nº 76 - Bundesverband Geothermie

Abwärme: 

Saisonale Speicherung 

im Erdreich 

// Partizipation: 

Einbindung von Bürgern 

bei Großprojekten 

// Kühlung: 

Bereitstellung von 

geothermischer Kälte 

// Energiewende: 

Peak Oil und Erneuerbare 

Energien 

GtV-Bundesverband Geothermie e.V. // 22. Jahrgang // Heft 76 

Nº 76 

Juni 2013 

GtV 

Bundesverband 

Geothermie

Europas größte 

Fachmesse mit Kongress 

20. + 21. Feb. 2014 

Messe Offenburg 

www.geotherm - offenburg.de

1 

Editorial 

Sehr geehrte Damen und Herren, 

liebe Mitglieder des GtV-Bundesverband Geothermie, 

der Sommer naht, die Temperaturen steigen und der Heizbedarf sinkt. Geothermie 

kann aber auch in der warmen Jahreszeit sinnvoll genutzt werden. 

David Kuntz und Kollegen erläutern wie überschüssige Wärme im Sommer 

in saisonale Speicher eingespeist werden kann. Im Erdreich gespeichert 

kann diese Wärme im Winter zum Heizen eingesetzt werden (Seite 16). 

Geothermie kann aber nicht nur Wärme, sondern auch Kälte bereitstellen. 

Franziska Bockelmann untersucht in einem Forschungsprojekt, wie passive Kühlung 

über Erwärmesonden und die Klimatisierung durch reversible Wärmepumpen möglichst 

effizient kombiniert werden können (Seite 26). Ronald Lau zeigt anhand der Volksbank- 

Raiffeisenbank in Nürnberg wie Kühlung durch Geothermie in der Praxis funktioniert 

(Seite 20). 

In Unterföhring versorgt eine Geothermieanlage bereits 2000 Bürger zuverlässig mit 

erneuerbarer Wärme. Das Interesse ist ungebrochen. Daher will die kommunale Betreibergesellschaft 

nun die Kapazitäten um weitere 10 Megawatt ausbauen (Seite 14). 

In Unterföhring war der Zuspruch seit Projektbeginn groß. Um diesen auch in Fällen zu 

erreichen, wo Widerstände zu erwarten sind, ist die Beteiligung der Bürger von großer 

Bedeutung. Wie Partizipationsprozesse erfolgreich gestaltet werden können, erfahren 

Sie ab Seite 6. 

Oberflächennahe Geothermie beschreibt die Nutzung von Erdwärme bis zu einer 

Tiefe von 400 Metern. Klassische Projekte der Tiefen Geothermie erschließen die 

Wärme des Erdreichs jenseits der 1000-Meter-Marke. Prof. Dr. Dieter Michalzik erläutert, 

warum der Bereich von 400-1000 Meter Tiefe als »Mitteltiefe Geothermie« 

einer Unterscheidung und eigenen Definition bedarf (Seite 30). Die Grundlage für die 

im Erdreich vorhandene Wärme ist natürliche Radioaktivität. Die physikalischen Hintergründe 

und die Gründe dafür, dass dies für Mensch und Umwelt in der Umgebung 

unbedenklich ist, erfahren Sie ab Seite 10. 

Der Energiesektor ist ein Weltmarkt. Bodenschätze an fossilen und nuklearen Brennstoffen 

sind auf wenige Länder verteilt. Diese werden aber schon sehr bald erschöpft 

sein. Dr. Zittel hat für die Energy Watch Group federführend errechnet, bis wann die 

Vorräte noch reichen werden. Ab Seite 4 stellt er die ernüchternden Ergebnisse der 

Studie vor und erläutert, warum daher der Ausbau der erneuerbaren Energienutzung 

unumkehrbar ist. Auch das Projekt GeoPower trägt einen grenzüberschreitenden Gedanken 

in sich. Darin will der geologische Dienst von Schleswig-Holstein gemeinsam 

mit den dänischen Kollegen das geothermische Potenzial erkunden (Seite 32). 

Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre der Zeitschrift! 

Mit vielen Grüßen aus Berlin, 

Ihre Geschäftsstelle des GtV-Bundesverbandes Geothermie

2 

Service 

Inhalt // Heft 76 // 2013 / 2 

Tiefe Geothermie 

10 Radon – Grundlagen und Bezug zur Geothermie 

TEXT: Dr. Joachim Kemski, Dr. Heiko Woith, Sebastian Feige, Prof. Dr. Horst Rüter 

14 GEOVOL verdoppelt geothermische Leistung - Zweite Dublette ist geplant 

TEXT: Peter Lohr, Dr. Franz Böhm 

Oberflächennahe Geothermie 

16 Saisonale geothermische Wärmespeicher zur Direktheizung – ein Praxisbeispiel – 

TEXT: Dr. David Kuntz, Dr. Markus Kübert, Prof. Dr. Simone Walker-Hertkorn, Otto Andreas Reisig 

20 VR-Bank Nürnberg mit klarem Bekenntnis zur Nachhaltigkeit 

TEXT: Ronald Lau, Holger Süss 

Forschung und Entwicklung 

Service 

22 Kühlsystem für Messeinrichtungen in tiefen Bohrlöchern 

TEXT: Benedict Holbein 

26 geo:build – Systemoptimierung des Kühlfalls von erdgekoppelter Wärme- und 

Kälteversorgung 

TEXT: Franziska Bockelmann 

01 Editorial 

03 Panorama 

04 Der Strukturwandel weg von fossilen Energieträgern wird deutlich zunehmen! 

TEXT: Dr. Werner Zittel 

06 Bürgerbeteiligung konkret: Kommunikation und Recht bei Tiefengeothermie Projekten 

TEXT: Prof. Dr. Thorsten Hofmann, Prof. Dr. Ralf Leinemann 

30 Mitteltiefe Geothermie – was ist das? 

TEXT: Prof. Dr. Dieter Michalzik 

32 Grenzüberschreitende Erkundung des geothermischen Potenzials im Norden – das 

Projekt GeoPower 

TEXT: Dr. Reinhard Kirsch, Dr. Fabian Hese, Dr. Niels Balling, Prof. Dr. Lars Ole Boldreel, Prof. Dr. Wolfgang Rabbel 

34 Junge Geothermie // Wissenschaftliche Qualifizierung am Deutschen GeoForschungs- 

Zentrum in Potsdam 

TEXT: Dr.-Ing. Thomas Reinsch 

35 Termine & Veranstaltungen 

36 Interview // Die Fünfer-Staffel des GtV-Bundesverbandes Geothermie 

37 Aus dem Verband // Impressum 

Titelbild 

Die Hauptverwaltung GELSENWASSER in Gelsenkirchen ist eines der Bürogebäude, die im Rahmen des 

Projektes geo:build untersucht wurden.

Geothermische Energie Heft 76 // 2013 / 2 

3 

Osnabrück: 

Geothermie sorgt 

für Badespaß 

Panorama 

Tomaten aus Bayern: 

Geothermie macht ‘s 

möglich! 

Die Gemeinde Kirchweidach und die 

GEOenergie Kirchweidach (GEK) haben 

eine deutschlandweit einmalige 

Vereinbarung für den Aufbau einer 

eigenständigen Wärmeversorgung 

aus Tiefengeothermie unterzeichnet. 

Die Gemeinde Kirchweidach 

liegt über dem geothermisch geeigneten 

Molassebecken und will mit 

ca. 127 Grad heißem Thermalwasser 

elektrischen Strom und Wärme 

gewinnen. 

Über ein Fernwärmenetz, welches 

ebenfalls gebaut wird, soll die Erdwärme 

nicht nur zahlreiche Haushalte 

versorgen, sondern auch die 

Tomatenproduktion in einer örtlichen 

Gewächshausanlage ermöglichen. 

Dies ist nur möglich, da die günstige 

und preisstabile Wärme aus Tiefengeothermie 

genutzt werden kann. 

Bei der Tomatenproduktion werden 

bis zu 25.000 t CO 2 

pro Jahr gespart. 

Für eingesparte Transporte, z.B. aus 

den Niederlanden oder Spanien, 

werden weitere bis zu 1.500 t CO 2 

pro Jahr vermieden. 

Der erzeugte Strom soll in das Netz 

eingespeist und über das EEG vergütet 

werden. Die Inbetriebnahme 

der Stromproduktion ist für Frühjahr 

2015 geplant. Bernhard Gubo, 

Geschäftsführer der GEK: »Die zusätzlichen 

Einnahmen des Wärmeverkaufs 

verbessern die Wirtschaftlichkeit 

unseres Projektes 

und erhöhen das positive Image der 

Tiefengeothermie.« 

Seit Ende April wird das Osnabrücker 

Spaßbad durch eine Geothermieanlagen 

beheizt. Über zwei 

Brunnen mit einer Tiefe von ca. 360 

Metern wird Thermalwasser aus 

der Muschelkalkschicht gefördert. 

Zunächst war nur eine Bohrung von 

800 Metern für eine geschlossene 

Sonde geplant. Als man bei den 

Bohrarbeiten auf Thermalwasser 

stieß, wurden die Pläne kurzerhand 

geändert. Über eine Förderbohrung 

wird das Thermalwasser nun 

erschlossen. Eine Wärmepumpe 

erhöht die Temperatur des Grundwassers 

von 20 °C auf 55 °C. Das 

abgekühlte Grundwasser wird danach 

über eine zweite Bohrung wieder 

ins Erdreich zurückgeführt. Die 

Anlage produziert mit einer Leistung 

von 600 Kilowatt jährlich vier 

Millionen Kilowattstunden Wärme. 

Insgesamt soll so 60 % des Wärmebedarfs 

durch Erdwärme gedeckt 

werden. Die Stadtwerke Osnabrück 

gehen davon aus, dass sich 

die Investitionskosten von einer 

Million Euro schnell amortisieren. 

Die Nutzung Erneuerbarer Energien 

hat in Osnabrück System. Im 

»Energiepark« Nettebad wird das 

Badewasser bisher bereits durch 

Solarenergie erwärmt. Ein Windrad 

liefert Strom. Durch den Modellcharakter 

zieht das Nettebad nicht 

nur Schwimmbegeisterte, sondern 

auch Energieexperten an. Die 

Stadtwerke planen auch weitere 

Energieprojekte. 

St. Gallen: 

Förderbohrung in 

vollem Gange 

Das Geothermieprojekt in St. Gallen 

tritt in die entscheidende Bohrphase 

ein. Seit Anfang März treibt der 

Bohrturm die Erschließung der 

Erdwärme voran. Bereits ein Monat 

nach Beginn der Bohrarbeiten 

für das Geothermie-Kraftwerk 

St. Gallen wurde eine Tiefe von 1900 

Metern erreicht. Die 2.500-Meter- 

Marke soll Anfang Mai erreicht 

werden. Die Bohrungen werden voraussichtlich 

im Juni abgeschlossen 

sein. Geologen erwarten in 4.000 

bis 4.500 Metern Tiefe auf 140 

Grad heißes Thermalwasser zu stoßen. 

Eine zweite Bohrung, welche 

nur wenige Meter von der Förderbohrung 

niedergebracht wird, dient 

der Rückführung des abgekühlten 

Thermalwassers. In der Tiefe sollen 

zwischen Förder- und Injektionsbohrung 

1,2 Kilometer liegen. 

Langfristig ist geplant, die Hälfte 

aller Einwohner zuverlässig mit 

umweltfreundlicher Erdwärme aus 

dem Sitterobel zu versorgen. Mit 

dem Bau des Geothermiekraftwerks 

ist auch eine Erweiterung des Fernwärmenetzes 

angedacht. Bis 2017 

soll sich die Zahl der angeschlossenen 

Wohnungen mehr als verdreifachen. 

Großen Wert legt die Stadt 

daher auch auf die Öffentlichkeitsarbeit. 

Auf der Internetseite liefern 

unter anderem eine Webcam und 

ein interaktiver dreidimensionaler 

Bohrplatzplan einen guten Einblick 

in die Arbeiten.

4 

Service 

Der Strukturwandel weg von fossilen 

Energieträgern wird deutlich zunehmen! 

TEXT: Dr. Werner Zittel 

Die im März veröffentlichte Studie der Energy Watch Group widerspricht 

Berichten, dass es kein Verfügbarkeitsproblem von Erdöl und Gas gäbe. Die 

Analyse von regionalen Förderstatistiken und weiteren Indikatoren zeigt, 

dass die Versorgung der Welt mit Erdöl an ihre Grenzen stößt. Aber auch 

Erdgas und Kohle sind nicht so reichlich verfügbar wie oft unterstellt wird. 

Das Fördermaximum aller fossilen Energieträger ist laut der Analyse der 

Energy Watch Group noch in diesem Jahrzehnt zu erwarten. 

Angestoßen durch den World Energy Outlook 

(WEO) der IEA vom November 2012 wird in den 

Medien verbreitet, dass die Welt vor einer Ölund 

Gasschwemme stehe. 

Neue Methoden würden die Erschließung unkonventioneller 

Vorkommen ermöglichen, die 

USA würden schon bald von Energieimporten 

unabhängig. Auch Europa könne davon profitieren. 

Zudem werde Energie dadurch billig. 

Wer sich diesem Trend verschließe, müsse die 

Verantwortung tragen, wenn die Industrie in 

Staaten mit billigerer Energieversorgung abwandere. 

Diese verkürzte und in Teilen falsche 

Interpretation des WEO sorgte für große Verunsicherung. 

Die Energy Watch Group beauftragte 

die Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, die 

Belastbarkeit dieser Aussagen zu untersuchen. 

Ende März wurde deren Studie in Berlin vorgestellt. 

Außer für Erdgas handelt es sich dabei um 

Aktualisierungen vergangener Arbeiten. 

Kritik am World Energy Outlook der 

Internationalen Energieagentur 

In der internationalen Presse wurden die Aussagen 

des WEO 2012 verkürzt und teilweise 

falsch dargestellt. So ist eine wesentliche Voraussetzung 

für die Importunabhängigkeit der 

USA, dass der Energieverbrauch drastisch zurückgehen 

muss. 

Es muss kritisiert werden, wenn die IEA ihre 

Szenarien der Öl- und Gasförderung bis 2035 

regional nicht auf Reserven, sondern vor allem 

auf spekulativen Ressourcenabschätzungen 

aufbaut. So wird gemäß WEO 2012 die Erdgasförderung 

der USA zwischen 2013-2035 etwa 

16 Billionen m³ betragen, mehr als das Doppelte 

der Erdgasreserven der USA. Und so finden 

sich in dem Bericht viele Aspekte, die bei kritischer 

Analyse eher als Spekulation zu werten 

sind. Die verfügbaren Statistiken sind in sich widersprüchlich. 

So zeigen die Monatsstatistiken 

der texanischen Behörde seit gut einem Jahr einen 

deutlichen Gasförderrückgang, die Statistik 

der amerikanischen Energiebehörde weist für 

dieselben Förderdaten einen Förderanstieg aus. 

Ähnliche Unterschiede zeigen sich in den Daten 

zur Ölförderung. Hier zeigt die Analyse zudem, 

dass der seit einigen Jahren erfolgende Anstieg 

der Erdölförderung in den USA nur auf die zwei 

Bundesstaaten Texas und Norddakota begrenzt 

ist. In Norddakota sind es nur 4 Landkreise, die 

mit 3 EW/km² auch zu den am dünnsten besiedelten 

Regionen der USA zählen. Der neue Bericht 

der Energy Watch Group analysiert diese 

Details und zeigt Trends auf, die auf deutlich zunehmende 

Versorgungsprobleme mit fossilen 

Energieträgern hinweisen. 

Erdöl 

Seit dem Jahr 2000 ist der Ölpreis fast um den 

Faktor 10 gestiegen. Galt damals ein Preis von 

30 $/Barrel als teuer, so werden 100 $/Barrel 

heute als billig empfunden. Die mit dem „Peak 

Oil“ verbundene Verknappung und Verteuerung 

des Rohstoffes hat längst begonnen. Trotz gesunkenem 

Verbrauch der OECD Staaten blieb 

der Ölpreis hoch. In Europa hat sich die Ölförderung 

seit 2000 halbiert. Auch die großen Ölfirmen 

fördern heute trotz gestiegener Investitionen 

20 Prozent weniger Erdöl als 2004. 

Mit jedem Monat wird es schwieriger den Öldurst 

der Welt zu stillen. Die Analysen der Energy 

Watch Group deuten darauf hin, dass die 

weltweite Ölverfügbarkeit bis zum Jahr 2030 

deutlich abnehmen wird – vermutlich wird die 

Förderung um 40 Prozent zurückgehen.


5 

Erdgas 

Die konventionelle Erdgasförderung hat in den 

USA deutlich abgenommen. Das entstehende 

Defizit konnte in den vergangenen Jahren durch 

die schnelle – und durch die Lockerung von Umweltauflagen 

2005 ermöglichte – Ausweitung 

der Schiefergasförderung aufgefangen werden. 

Doch das stößt an Grenzen. Abbildung 1 zeigt, 

wie schnell die Gasförderung in den USA wieder 

zurückgehen kann, sobald die Erschließung der 

Schiefergasvorkommen ins Stocken gerät. 

In Europa geht die Erdgasförderung seit der 

Jahrtausendwende zurück. Die Schiefergasförderung 

wird hier keinen bedeutenden Beitrag 

liefern können. Zu groß sind die Unterschiede zu 

den USA. Zu gering sind Potenzial und Fördermöglichkeiten. 

Zudem sind die Umweltrestriktionen 

höher. Die europäische Erdgasförderung 

wird daher bis 2030 deutlich zurückgehen. Nur 

ein stark steigender Gasimport könnte den Verbrauch 

auf heutigem Niveau ermöglichen. Doch 

aus Russland wird dieses Erdgas nicht kommen. 

Es kämpft trotz großer Reserven selbst gegen 

den Förderrückgang der alten Gasfelder. Die Erschließung 

neuer Felder wird immer teurer. Zudem 

steigen heimischer Verbrauch und Exportmöglichkeiten 

nach Asien. Die Berechnungen 

der Energy Watch Group lassen das weltweite 

Gasfördermaximum um 2020 erwarten. 

Kohle 

Die Verfügbarkeit von Kohle wird oft als für 

Jahrhunderte garantiert gesehen. 

Doch es hilft nicht, auf große Ressourcen zu verweisen, 

deren Nachweis nie jemand antreten 

muss. Die besser belastbaren Reservestatistiken 

wurden in den vergangenen 25 Jahren weltweit 

um mehr als die Hälfte reduziert. 

Bei weltweit steigendem Verbrauch sank die 

statische Reichweite von über 450 Jahren 

im Jahr 1987 auf unter 120 Jahre. Dabei sind 

diese Statistiken bereits großzügig. So werden 

die indischen Kohlereserven mit fast 60 Mrd. 

Tonnen ausgewiesen. Doch diese Kohle hat einen 

Ascheanteil zwischen 30 – 70 Prozent. In 

China steigt der Bedarf schneller als die Förderung. 

Der Export von Kohle beschränkt sich 

auf wenige Staaten, allen voran Indonesien und 

Australien. Dass die USA Kohle nach Europa 

zu günstigen Preisen exportieren können, kann 

nicht darüber hinwegtäuschen, dass auch dort 

das Fördermaximum der Steinkohle vor über 25 

Jahren überschritten wurde. 

Zusammenfassung 

Abbildung 2 fasst die Ergebnisse der Analyse 

zusammen. Zunehmende Indizien weisen darauf 

hin, dass die Welt auf den Höhepunkt der fossilen 

Energieförderung zusteuert. Die weltweit 

zunehmenden wirtschaftlichen Probleme haben 

auch in steigenden Energiebeschaffungskosten 

ihre Ursache – und diese sind wiederum mit Verknappungen 

verbunden. Die bereits begonnenen 

und noch bevorstehenden Probleme müssen wir 

als Chance für Klimaschutz und nachhaltigen Lebensstil 

begreifen. Erst wenn wir dies zulassen, 

werden wir nicht von kommenden Problemen 

erdrückt werden, sondern können mit guten Antworten 

agieren.

6 

Service 

Großbauvorhaben können trotz wirksamer Baugenehmigung am Protest 

der Bürger scheitern. Die viel zitierte Behauptung, Deutschland sei mittlerweile 

eine »Dagegen-Republik«, wird der Frage nach Bürgerbeteiligung 

bei Infrastrukturprojekten jedoch nicht gerecht. Kommunikatives und 

juristisches Fingerspitzengefühl der Projektverantwortlichen sind mehr 

denn je gefragt. Was verbirgt sich hinter dem Begriff Partizipation? Eine 

Analyse am Beispiel »Tiefengeothermie«. 

Bürgerbeteiligung konkret: Kommunikation 

und Recht bei Tiefengeothermie Projekten. 

TEXT: Prof. Dr. Thorsten Hofmann, Prof. Dr. Ralf Leinemann 

Komplexe und teure Bauprojekte berühren eine 

Vielzahl von Interessen, die zwangsläufig miteinander 

in Konflikt geraten. Daher ist die Skepsis 

der Bürger gegenüber großen Bauvorhaben 

kein wirklich neues Phänomen. Zuletzt fiel das 

Misstrauen innerhalb der Bevölkerung jedoch 

besonders hoch aus: Eine Allensbach-Studie ergab, 

dass die Mehrheit der Befragten schon bei 

dem Begriff »große Bauprojekte« spontan negativ 

reagiert. Der Grund hierfür liegt auch an der 

verbesserungswürdigen Steuerung der letzten 

Mammutprojekte. Ob bei Stuttgart 21 oder 

jüngst beim Bau des Berliner Großflughafens: 

Für die Öffentlichkeit wirken Planungen undurchsichtig, 

»top-down«-Entscheidungsprozesse veraltet 

und elitär und nicht zuletzt erregen explodierende 

Kostenkalkulationen die Gemüter der 

Steuerzahler. 

Erfahrungen aus der Praxis 

Sogar bei den positiv besetzten Erneuerbaren 

Energien reagieren Anwohner auf konkrete Projekte 

mit Skepsis. Neue Technologien beinhalten 

ein Sorgenpotential, da die Bürger bislang wenig 

Erfahrung mit diesen haben. Als es im Sommer 

2009 in Landau in der Nähe einer Tiefengeothermieanlage 

zu leichten seismischen Beben 

bis zu einer Stärke von 2,7 auf der Richterskala 

kommt, wird nicht nur die Erde erschüttert, sondern 

auch die gesellschaftliche Akzeptanz der 

Geothermie. Mehrere Bürgerinitiativen formieren 

sich, thematisieren den Konflikt mit breitem 

Medienecho und transportieren ihre Ängste in 

die Öffentlichkeit. Die Konsequenz: Ein breiter 

Fortschrittspessimismus vertreibt die Euphorie 

für die Geothermie. Um Vertrauen in die 

Projekte wieder herzustellen, bedurfte es einer 

systematischen Beteiligung aller Betroffenen in 

Form eines Mediationsverfahrens. Ziel war die 

Versachlichung des Konflikts, um weitere gerichtliche 

Auseinandersetzungen zu vermeiden. 

Ein Mediationsverfahren besteht grundsätzlich 

aus einer Vermittlungs- und einer Umsetzungsphase. 

In der Vermittlungsphase soll, unter 

Federführung eines neutralen Mediators, 

ein Konsens zwischen den verschiedenen Interessengruppen 

erzielt werden, der in einem 

Abschlusspapier dokumentiert wird. Im Fall 

Landau wurden konkrete Vorschläge für mehr 

Bürgerbeteiligung beim Bau weiterer Anlagen 

erarbeitet, ein Ombudsmann berufen und ein 

Schadens-Fonds eingerichtet. Die anschließende 

Umsetzungsphase wurde durch regelmäßige 

Sitzungen aller Beteiligten konstruktiv begleitet. 

Das Beispiel zeigt vor allem eines: Die Zuspitzung 

des Konflikts konnte mittels konkreter Beteiligungsverfahren 

gelöst werden. Je früher solche 

Instrumente genutzt werden, desto weniger 

Konfliktpotential entsteht. Mögliche Risikopotentiale 

und deren Auswirkung auf das Umfeld, 

wie beispielsweise seismische Erschütterungen, 

sollten im Vorfeld in die Planung und Kommunikation 

mit einfließen, um negative Überraschungen 

seitens der Anwohner zu vermeiden. 

Sicherheitsvorkehrungen, technische Verfahren 

und tatsächliche Auswirkungen müssen der 

Öffentlichkeit offen kommuniziert werden. Was 

in Landau gelang, funktioniert jedoch nicht immer: 

Sobald sich ein einzelner Betroffener nicht 

an dem Mediationsverfahren beteiligt, steht die 

außergerichtliche Gesamtlösung des Konflikts 

auf dem Spiel. 

Aus diesen Erfahrungen kann beim Bau anderer 

Kraftwerke gelernt werden: Ein ausgewiesener 

Ansprechpartner des Betreibers, der für 

den Dialog mit Bürgern und Politik, für Fragen,


7 

Anregungen und einen aktiven Austausch zur 

Verfügung steht, ist empfehlenswert. Institutionen 

wie der Gemeinderat sollten intensiv in 

alle wesentlichen Planungen und Fragen involviert 

werden. Eine direkte Bürgernähe wiederum 

kann durch Kraftwerksbesichtigungen 

schon während der Bauarbeiten hergestellt 

werden. Eine konsequente Informationspolitik, 

verknüpft mit Entscheidungsprozessen, sorgt 

für Transparenz. Durch eine langfristige und 

strategisch ausgerichtete Kommunikation und 

die darauf abgeleiteten Maßnahmen gelingt es, 

Risikopotentiale für das Projekt im Vorfeld zu 

erkennen und diesen entgegenzuwirken. 

Die zwei Säulen der Kommunikation von 

Bauprojekten 

Eine konstruktive und dialogorientierte Kommunikation 

beruht auf zwei Säulen: Auf einer 

sachlichen Ebene müssen ausführliche und 

verständliche Informationen zur Klärung der 

Lage bereit stehen und es muss dafür gesorgt 

werden, dass diese auch wahrgenommen werden. 

Zur sachlichen Ebene zählt außerdem eine 

juristische Begleitung und Kommunikation des 

Vorhabens. Die zweite Säule zielt auf die emotionale 

Wahrnehmung des Adressaten. Bedürfnisse 

und Ängste müssen antizipiert, anstatt 

tabuisiert werden. Dazu muss sowohl offen 

und glaubwürdig interagiert als auch eine positive 

Zukunftsstory, die einen gesellschaftlichen 

Zweck vermittelt, dargestellt werden. Nur wer 

seine Botschaften von Beginn an auf diesen beiden 

Säulen aufbaut, wird als vertrauensvoller 

Dialogpartner wahrgenommen und schützt sich 

vor einer Defensiv-Position. 

Bürgerbeteiligung konkret: 

Analyse, Strategie und Umsetzung 

Für viele Bürger sind die geplanten Bauvorhaben 

und die zu Grunde liegenden Entscheidungen 

nicht durchsichtig, sondern stellen eine 

sogenannte »Black-Box« dar. Um diese bereits 

im Vorfeld transparent zu machen, Angst und 

Misstrauen entgegen zu wirken und den gesamten 

Bauprozess wieder in die eigenen Hände 

zu nehmen, ist eine umfangreiche Analyse der 

Ausgangslage des Projekts notwendig. 

Ein Bestandteil dieser Analyse ist das Erfassen 

der Bedürfnisse und Ängste der verschiedenen 

Stakeholdergruppen, Meinungsführer und 

der soziodemographischen Struktur im Umfeld 

eines Projektes. Dazu gehört es auch, die Medienlandschaft 

inklusive Social Media sowie die 

politische Lage im Blick zu behalten. Auf diese 

Weise erhalten Planer ein Bild über die Risikofaktoren 

vor Ort, partielle Bedürfnisse und Befindlichkeiten 

lassen sich antizipieren und damit 

in die Gesamtstrategie integrieren. Mit den 

relevanten Zielgruppen kann gezielt ein Vertrauenszyklus 

aufgebaut werden. Dieser hat 

zum Ziel, die eine, wichtige Botschaft zu vermitteln: 

»Wir nehmen die Ängste und Bedürfnisse 

der Gegner sehr ernst und bieten Lösungen.« 

Die Diskussion wird versachlicht, Vertrauen 

und Akzeptanz werden aufgebaut, gemeinsame 

Lösungen können entwickelt werden. Dies 

alles erhöht die Planungssicherheit für das Gesamtprojekt. 

In einer Bestandsaufnahme gilt 

es herauszuarbeiten, welche Punkte überhaupt 

verhandelbar sind, welche Entscheidungsspielräume 

existieren, welche Ressourcen zur 

aufklärend 

umfassend 

sachbezogen 

rational 

Sachebene 

vertrauensbildende 

Information 

offen 

ehrlich 

persönlich 

sympathisch 

Gefühlsebene 

wirkungsvolle Kommunikation 

auf zwei Säulen 

Verfügung stehen und ob die denkbare Beteiligung 

in den Zeitrahmen des Projektes passt. 

Die gewonnenen Erkenntnisse werden zuletzt 

in konkrete Maßnahmen umgewandelt und in 

einen Projektplan überführt. In diesem sollten 

vor allem Zuständigkeiten sowie die weitere Organisation 

festgehalten werden. Die Bürgerbeteiligung 

muss insgesamt zu einer festen Größe 

des Vorhabens werden. Auf diese Weise ist der 

gezielte Dialog mit den Betroffenen vorbereitet 

und kann nun in Form von zielgruppengerechten 

Formaten umgesetzt werden. Von klassischen 

PR-Werkzeugen über die Einbindung des Web 

2.0 bis hin zu Partizipations-, Verhandlungsund 

Mediationsverfahren kann dann eine Vielzahl 

von Dialog- und Kommunikationswerkzeugen 

zum Einsatz kommen. 

Rechtsrahmen und Klärung von Sachverhalten 

Infrastrukturprojekte dürfen nur realisiert werden, 

wenn sie von staatlichen Stellen genehmigt 

wurden – etwa durch einen Planfeststellungsbe-

8 

Service 

Transparenz 

schaffen 

Planungssicherheit 

erzielen 

Großprojekt 

Diskussion 

versachlichen 

gemeinsame 

Lösungen 

entwickeln 

Vertrauen und 

Akzeptanz 

aufbauen 

schluss oder aufgrund einer Baugenehmigung. 

Diese staatlichen Entscheidungen stellen den 

zentralen juristischen Angriffspunkt der Projektgegner 

dar. Eine gründliche Vorbereitung des 

Genehmigungsverfahrens ist daher besonders 

wichtig, auch um hier keine Angriffsfläche zu 

liefern. Der maßgebliche Sachverhalt muss juristisch 

aufgearbeitet, der geltende Rechtsrahmen 

sachgemäß angewandt und eine »gerichtsfeste« 

Entscheidung durch die zuständige Behörde getroffen 

werden. 

Anhörungen sollen nicht nur zur Abwehr, sondern 

auch zum Kennenlernen und Verstehen 

von Strategien und Argumenten gegen ein Projekt 

verstanden werden. Darauf ist im Genehmigungsverfahren 

einzugehen. Zudem müssen 

die Rechtsschutzmöglichkeiten der Betroffenen 

umfassend eruiert, bewertet und vom Vorhabenträger 

bei der Konzeption des Projekts und 

im Genehmigungslauf berücksichtigt werden. 

Klagerechte von Umweltvereinigungen, die 

durch die jüngste Rechtsprechung erhebliche 

Erweiterungen erfahren haben, dürfen dabei keinesfalls 

unterschätzt werden. Wenn möglich, 

sollte im rechtlich zulässigen Rahmen versucht 

werden, Textvorschläge der Gegner durch Modifizierungen 

»mitzunehmen«. Einige aktuelle Bauprojekte 

haben gezeigt, dass das Vorliegen aller 

Genehmigungen und sonstigen rechtlichen Voraussetzungen 

keine Gewähr für eine konfliktfreie 

Projektrealisierung bietet. Die reine Herstellung 

von Legalität reicht nicht mehr aus. Wesentlich 

im juristischen Prozess ist daher auch die enge 

Einbindung der Kommunikation. 

Wenn berücksichtigt wird, dass Kommunikation 

und juristische Begleitung bei infrastrukturellen 

Großvorhaben keine Nebensache ist, können 

Ängste und Bedürfnisse frühzeitig erkannt, Diskussionen 

versachlicht und Projekte erfolgreich 

realisiert werden.


9 

Der 

Geothermie 

Kongress 

2013 

DGK 2013: Call for Papers noch 

bis zum 30. Juni 

Der Geothermiekongress DGK 2013 findet dieses Jahr vom 

12.-14. November in Essen statt. Die Fachveranstaltung 

der Branche bietet die Möglichkeit, Entwicklungen und 

Technologien zu diskutieren und neue Lösungsansätze 

zu finden. Der Bundesverband Geothermie ruft dazu auf, 

sich aktiv am Programm zu beteiligen und Beiträge für die 

Foren anzumelden. 

Die Schirmherrschaft des Geothermiekongresses 

hat erneut Bundesumweltminister Peter 

Altmaier übernommen. Das Programm der Veranstaltung 

wird in Fachforen (12./13.11.) und 

Workshops (14.11.) gegliedert sein. Beiträge zu 

den Foren können noch bis zum 30.06. zu allen 

geothermisch relevanten Themen eingereicht 

werden, jedoch insbesondere zu den folgenden 

Schwerpunktthemen: 

Tiefe Geothermie 

 

Monitoring von Stimulationsmaßnahmen 

 

Seismizität 

 

Öffentlichkeitsarbeit und Akzeptanz 

 

Finanzierung von Geothermieprojekten 

 

Schutz tiefer Grundwässer 

 

Radionukleide 

 

Kaskadennutzung 

 

Fündigkeitsrisiko 

 

Internationale Best-Practice-Beispiele 

Oberflächennahe Geothermie 

 

Entwicklungen im Wärmepumpenbereich 

 

Entwicklungen auf dem Wärmemarkt 

 

Zertifizierung 

 

Vorgaben, Richtlinien, Verordnungen – 

Novellierungen aus Politik und Verbänden 

 

Saisonale Speicher 

 

Qualitätssicherung 

Übergreifende Themen 

 

Mitteltiefe Geothermie 

 

Aus- und Weiterbildung 

 

Rechtliche Rahmenbedingungen für 

Geothermieprojekte 

 

Geothermie als Teil kommunaler Energiekonzepte 

& Fernwärmesysteme 

Die Einreichung eines Beitrags ist 

online unter: 

www.der-geothermiekongress.de 

möglich. Zusätzlich zu den Foren 

sind Workshops zu vielfältigen 

Themen geplant wie zum Beispiel 

»Kommunale Energieversorgung«, 

»Öffentlichkeitsarbeit für Geothermieprojekte« 

und »Qualitätssicherung 

in der Oberflächennahen 

Geothermie«. Ein internationales 

Forum unter der Leitung des 

Internationalen Koordinators des 

Bundesverbandes Geothermie Dr. Eckehard 

Büscher wird Best-Practice-Beispiele vorstellen 

und internationale Kooperationsmöglichkeiten 

diskutieren. 

Einen internationalen Fokus hat auch die parallel 

stattfindende Industriemesse Geo-T Expo. Aussteller 

aus allen Bereichen der Geothermie präsentieren 

in Essen ihre Technologien, Produkte 

und Dienstleistungen. Der GtV-BV organisiert 

und präsentiert eine eigene Wissenschaftsausstellung 

im Rahmen der Messe. Auf dieser Sonderfläche 

befinden sich die etablierte Science Bar, 

eine Posterausstellung und ein Ausstellungsbereich 

nur für wissenschaftliche Einrichtungen. 

Die »Science Bar« richtet sich besonders an junge 

Wissenschaftler. Sie haben die Möglichkeit, Ihre 

Arbeiten in Form eines Posters und Kurzvortrags 

einem breiten Fachpublikum vorzustellen. 

Unter den Teilnehmern wird ein Förderpreis ausgelobt, 

der im Rahmen des Kongresses verliehen 

wird. Teilnahmebedingungen sowie alle weiteren 

Informationen zur Veranstaltung sind unter 

www.der-geothermiekongress.de bereitgestellt.

10 Tiefe Geothermie 

Zur Zeit ist nicht davon auszugehen, dass bei den gängigen geothermalen 

Installationen in Deutschland mit einer direkten Radonausgasung aus der 

Lagerstätte zu rechnen ist. Die Radonemissionen aus den übertägigen 

Anlagen sind im Normalbetrieb zu vernachlässigen. Bei Betriebsstörungen 

kann Radon kurzzeitig in die Atmosphäre gelangen, wobei außerhalb des 

Betriebsgeländes nur sehr geringe Erhöhungen der Radonkonzentration im 

Vergleich zur natürlichen Untergrundstrahlung erwartet werden. 

Radon – Grundlagen und Bezug zur Geothermie 

TEXT: Dr. Joachim Kemski, Dr. Heiko Woith, Sebastian Feige, Prof. Dr. Horst Rüter 

Im Umfeld einiger geothermischer Projekte ist 

eine Diskussion um das radioaktive Edelgas 

Radon aufgekommen. Insbesondere wird diskutiert, 

ob die Errichtung oder der Betrieb einer 

Geothermie-Anlage in Deutschland das Ausmaß 

der natürlichen Freisetzung und den nachfolgenden 

Transport von Radon aus dem Untergrund 

verändern kann und somit auch die Gefahr einer 

gesundheitlich bedenklichen Anreicherung von 

Radon in Gebäuden besteht. 

Physikalische Grundlagen 

Radon ist ein natürlich vorkommendes, farb-, 

geruch- und geschmackloses radioaktives Edelgas, 

das überall in Gesteinen und Böden, Wasser 

und Luft zu finden ist. Es entsteht in den 

natürlichen Zerfallsreihen der langlebigen und 

seit Anbeginn der Erde existierenden Elemente 

Uran (U) und Thorium (Th). Durch Alphazerfall 

von Radium bilden sich verschiedene Radonisotope: 

in der 238 U-Zerfallsreihe 222 Rn (»Radon«, 

Halbwertszeit: ca. 3,8 Tage; Abb. 1), in der 

232 

Th-Zerfallsreihe 220 Rn (»Thoron«, Halbwertszeit: 

ca. 55 Sekunden) und in der 235 U-Zerfallsreihe 

219 Rn (»Actinon«, Halbwertszeit: ca. 3,9 

Sekunden). Als einziges gasförmiges Element 

innerhalb der Zerfallsreihen kann sich Radon 

besonders leicht von seinem Entstehungsort 

entfernen. Auf dieser Migrationsfähigkeit 

beruht auch seine Bedeutung in der geochemischen 

Exploration oder bei der Kartierung 

verdeckter Kluft- oder Schwächezonen an der 

Erdoberfläche. Hierfür ist fast ausschließlich 

das Isotop 222 Rn von Interesse, weil nur dessen 

Halbwertszeit ausreichend lang ist, um eine 

weiträumige Wanderung im Untergrund zu erlauben. 

Ein Problem stellt es nur dann dar, wenn 

es aus dem Baugrund über Undichtigkeiten ins 

Gebäude eindringt und sich in der Raumluft anreichert. 

Über die Atmung nimmt der Mensch 

Radon und seine Folgeprodukte auf. Diese Inhalation 

führt zu einer internen Strahlenexposition 

des Bronchial- und Lungengewebes. In umfangreichen 

epidemiologischen Studien wurde 

nachgewiesen, dass sich dadurch das Risiko 

erhöhen kann, an Lungenkrebs zu erkranken. 

Radon in der Umwelt 

Die Radonaktivitätskonzentrationen in Gesteinen, 

Böden und Wässern sowie Raum- und 

Außenluft überdecken einen weiten Bereich 

von wenigen Bq/m 3 (Becquerel pro m 3 ) bis zu 

einigen Millionen Bq/m 3 (Abb. 2). In der Außenluft 

bedingt die rasche Verdünnung beim 

Übertritt aus dem Boden niedrige Radonaktivitätskonzentrationen, 

in der freien Atmosphäre 

überschreiten diese selten 50 Bq/m 3 . Auffallend 

sind die um den Faktor 1.000 bis 100.000 

höheren Aktivitätskonzentrationen in der Bodenluft. 

Das im Untergrund zur Verfügung stehende 

Radon kann in Gebäude übertreten und 

Raumluftkonzentrationen von einigen hundert 

bis tausend Bq/m 3 bewirken. Mitunter spiegeln 

sich die Uran- und Radiumgehalte geologischer 

Einheiten in den Radonaktivitätskonzentrationen 

der Bodenluft und der Luft in den Gebäuden 

wider. In Grund- und Quellwässern werden lokal 

Radonaktivitätskonzentrationen gemessen, 

die bis zu einigen Millionen Bq/m 3 reichen. Die 

Radongehalte in fließenden Oberflächenwässern 

sind dagegen in aller Regel gering (< 5.000 

Bq/m 3 ), da turbulente Strömungen eine rasche 

Entgasung begünstigen. 

Radonkonzentrationen in der Umwelt sind nicht 

zufällig verteilt, sondern stehen in der Regel in 

Beziehung zum Auftreten und Verhalten der natürlichen 

Radionuklide Uran und Radium. Alle 

Gesteine und Böden enthalten diese Elemente in 

unterschiedlichen Konzentrationen und sind daher 

immer auch Radonquellen. Hier erfolgt eine


11 

Abb. 1: Uran-Radium-Zerfallsreihe 

ständige Radonneubildung durch den Alphazerfall 

von Radium. Die Radonatome durchlaufen 

bei ihrem Weg vom Bildungsort in die freie 

Atmosphäre nach ihrer Entstehung mehrere 

aufeinander folgende Prozesse. Die Emanation 

führt zu einer Freisetzung der Radonatome 

aus der festen Phase der Mineralkörner oder 

Bodenpartikel in den Porenraum des Gesteins 

oder Bodens. Sie wird beispielsweise durch 

Korngrößenverteilung oder die Bodenfeuchte 

beeinflusst. Die Freisetzungsraten von Gesteinen 

und Böden können daher in einem weiten 

Bereich schwanken. Einmal im Porenraum angelangt, 

kann Radon hier wandern (Migration). 

Der Hauptmigrationsmechanismus ist Diffusion, 

die durch Konzentrationsunterschiede angetrieben 

wird und maximal über wenige Meter 

reicht. Mit hohen Radonaktivitätskonzentrationen 

in der Bodenluft ist daher generell in Böden 

über Gesteinen mit erhöhten Radionuklidgehalten 

(z.B.: Granite, Rhyolithe, bestimmte Sandsteine 

und dunkle Schiefer) zu rechnen. Zudem 

kann eine sogenannte advektive Komponente 

hinzutreten, bei der ein passiver Radontransport 

mittels Grundwasser oder Bodengasen 

wie beispielsweise CO 2 

oder CH 4 

durch Klüfte 

im Gestein erfolgt. Die Migrationsweite wird 

durch die Halbwertszeit von Radon und die 

Strömungsgeschwindigkeit von Grundwasser 

und Bodenluft auf Meter bis Zehnermeter beschränkt. 

Solche Prozesse sind beispielsweise 

aus Regionen mit Verkarstungserscheinungen


(u.a. Höhlen), dem Auftreten tektonisch stark 

zerrütteter Gesteine oder postvulkanischen 

Aktivitäten (z.B. Ausgasungen) bekannt. Durch 

Exhalation gelangt Radon schließlich in die 

Atmosphäre, wo es in aller Regel schnell verdünnt 

wird. Radonaktivitätskonzentrationen 

in der oberflächennahen Bodenluft und die 

Radonexhalation können durch bodenphysikalische 

(Bodentemperatur, -feuchte) und meteorologische 

Parameter (Luftdruck, -temperatur, 

Niederschlag) beeinflusst werden und somit 

einen saisonalen Gang aufweisen. Die Tiefenwirkung 

dieser Einflüsse reicht in Abhängigkeit 

von der Permeabilität des Bodens von nur wenigen 

Dezimetern (dichte Böden wie Lehme) bis 

hin zu mehreren Metern (sehr gut durchlässige 

Böden wie reine Sande und Kiese). 

Lokal können eine Reihe anthropogener Faktoren 

die Radonkonzentrationen in der Bodenluft 

verändern. Unterschiede im Bodenaufbau 

(z.B. Wechsel in Korngröße, Wassergehalt 

oder Verdichtungsgrad) oder das Auftreten undurchlässiger 

Schichten (z.B. Versiegelung des 

Untergrundes durch Gebäude oder asphaltierte 

Verkehrswege im städtischen Raum) können 

Einfluss auf die Höhe der Radongehalte 

haben. In Bergbaugebieten kommt es oftmals 

zu einer tiefgreifenden Zerrüttung der Gesteine 

und im Zuge von Bergsenkungen zu gravierenden 

Schäden an Gebäuden. Dies kann dazu 

führen, dass Radon aus einigen Zehnermetern 

Tiefe bis in den Fundamentbereich der Häuser 

aufsteigt, in diese eindringt und dort zu erhöhten 

Raumluftkonzentrationen führen kann. 

Radon in Gebäuden 

Die Radonbelastung in der Raumluft von Gebäuden 

ist das Ergebnis einer Reihe unterschiedlicher 

Prozesse. Die lokalen Verhältnisse in den 

natürlich gewachsenen Böden und in dem vom 

Menschen beeinflussten Baugrund spielen 

hierbei eine wichtige Rolle. Gleiches gilt für das 

Vorhandensein von Eintrittspfaden, die der radonhaltigen 

Bodenluft schließlich den Übertritt 

ins Haus hinein erlauben. Die im Untergrund 

zum Eintritt in Häuser zur Verfügung stehende 

Radonmenge, das sogenannte geogene Radonpotenzial, 

variiert in Abhängigkeit von den 

örtlichen Gegebenheiten zeitlich und vor allem 

räumlich. Wissenschaftlich ist belegt, dass der 

geogene Untergrund die wichtigste 

Quelle für die Raumluftkonzentrationen 

darstellt. Die 

Radonfreisetzung aus Baumaterialien 

oder Brauch- und Trinkwasser 

sowie der Eintrag aus 

der Atmosphärenluft spielen in 

Deutschland in aller Regel nur 

eine untergeordnete Rolle für die 

Höhe der Radonkonzentration in 

der Raumluft. Die letztendlich im 

einzelnen Gebäude vorkommende 

Radonkonzentration hängt 

von der Bauweise, vor allem von 

der Dichtheit des Hauses gegenüber 

dem Baugrund, der inneren 

Struktur des Gebäudes und 

dem technisch vorgegebenen 

sowie individuell bestimmten 

Heizungs- bzw. Lüftungsregime 

ab. Aus diesem Grund sind auch 

keine Prognosen für einzelne 

Gebäude möglich. Die jeweilige 

Radonbelastung eines Hauses 

kann nur durch eine Messung ermittelt 

werden. 

Radon und Geothermie 

Der natürliche radioaktive Zerfall trägt zu über 

50 % zur Bereitstellung von Wärme im Erdinneren 

bei. Er ist damit auch eine wesentliche 

Grundlage für die Nutzung geothermaler 

Energie. Systematische Untersuchungen über 

mögliche Zusammenhänge mit Radonkonzentrationen 

in der Boden- und Raumluft existieren 

nur wenige und fast ausnahmslos aus Ländern 

mit langjähriger Erfahrung im Bereich der 

Geothermie. 

In vulkanisch geprägten Gebieten in Neuseeland, 

Japan, Taiwan, Italien, den USA, Mexiko 

oder auf Island werden bei der Erkundung solcher 

geothermischer Felder sowie während deren 

wirtschaftlicher Nutzung Radonmessungen 

eingesetzt, um Aufstiegswege geothermaler 

Flüssigkeiten zu lokalisieren, die sich durch anomal 

hohe Gasgehalte in der oberflächennahen


13 

Bodenluft auszeichnen, und damit Standorte von 

Erkundungs- und Förderbohrungen zu planen. 

Zeitliche Variationen der Radonaktivitätskonzentration 

geben Auskunft über Änderungen der 

Porositäts- und Permeabilitätsverhältnisse während 

der langzeitlichen Fluidentnahme aus dem 

Reservoir. Durch die starke Verdünnung in der 

Atmosphäre liegen die Radonkonzentrationen in 

der Umgebung entsprechender geothermischer 

Anlagen oft nur wenig über den natürlichen Untergrundwerten. 

Bei modernen Geothermiekraftwerken 

(Binärkreislauf) wird das geothermale 

Fluid nach Durchlaufen eines Wärmetauschers 

wieder in das Reservoir reinjiziert, so dass im 

Normalbetrieb kein Radon in die Atmosphäre 

emittiert wird. 

In Deutschland konzentriert sich die Nutzung 

geothermischer Energie auf nicht-vulkanische 

Gebiete. Hier sind bislang keine Probleme mit 

Radon bekannt. Zukünftige Untersuchungen 

werden aber zeigen, inwiefern Radonmessungen 

Veränderungen in der Lagerstätte (Beiträge 

und Entfernung verschiedener Liefergebiete, 

Änderung von Porendrücken) nachweisen und 

so zur Optimierung des Anlagenbetriebes beitragen 

können. Wegen geringer Reichweiten der 

Radonmigration von allenfalls wenigen Zehnermetern 

kann kein Radon direkt aus dem genutzten 

Aquifer zur Erdoberfläche gelangen. Denkbar 

wäre ein erhöhter advektiver Transport von Radionukliden 

auf verbesserten Wasserwegsamkeiten 

in oberflächennahe Schichten des Untergrunds, 

die langfristig im Zuge von Setzungen 

nach einer Flüssigkeitsentnahme im Untergrund 

entstehen können. Da bei modernen geothermischen 

Anlagen jedoch gezielt das geförderte Fluid 

wieder in das Reservoir reinjiziert wird, fallen 

die hydraulischen Auswirkungen des Anlagenbetriebes 

schwächer aus als bei ausschließlicher 

Fluidförderung zu erwarten wäre. 

In bestimmten Betriebszuständen einer geothermalen 

Anlage (z.B. Wartung des Generators, 

Reinigung der Wärmetauscher) kann es 

aufgrund der kontinuierlichen Thermalwasserförderung 

kurzzeitig zu einer Freisetzung darin 

gelöster Gase (z.B. CO 2 

, CH 4 

, N 2 

, H 2 

S, Radon) zusammen 

mit Wasserdampf in die Atmosphäre 

kommen. Beispielhafte Messungen unter diesen 

Bedingungen haben gezeigt, dass die Radonkonzentration 

außerhalb des Betriebsgeländes nur 

um wenige Bq/m 3 anstieg (bei einem natürlichen 

Hintergrundwert von ca. 10 Bq/m 3 ). 

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und individuelle Lösungen. Wellheads, Ausrüstungen 

und Ersatzteile für Bohranlagen und 

für tiefe Geothermie-Bohrungen. 

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GEOVOL verdoppelt geothermische Leistung - 

Zweite Dublette ist geplant 

TEXT: Peter Lohr, Dr. Franz Böhm 

Zwei Jahre nachdem der Unterföhringer Gemeinderat die Weichen für 

das Geothermieprojekt durch die Claimsicherung sowie eine seismische 

Untersuchung gestellt hatte, wurde die GEOVOL Unterföhring GmbH als 

100-prozentige Tochter der Gemeinde gegründet. Kurz darauf wurden 

Kunden akquiriert, der Leitungsbau gestartet und mit der ersten Bohrung 

begonnen. Der zeitgleiche Baubeginn der Energiezentrale ermöglichte 

nach nur 378 Tagen ab Bohrbeginn die Wärmeversorgung mit Geothermie. 

Die Startphase der GEOVOL war turbulent und 

überaus erfolgreich. Es wurde gleichzeitig gebohrt, 

das Fernwärmenetz gebaut und mit dem 

Bau der Energiezentrale begonnen. Insgesamt 

wurden bis heute rund 40 Millionen Euro investiert. 

Und die Investition hat sich gelohnt. Nicht 

nur die Fündigkeit mit über 87 °C heißem Thermalwasser 

– statt der vermuteten 81 °C – und 

85 Litern pro Sekunden Schüttung – statt 35 

bis 65 Liter/sec. – waren phänomenal. Auch der 

Kundenzuspruch lag weit über den Erwartungen. 

Mehr als jedes zweite Gebäude im Versorgungsgebiet 

konnte sofort unter Vertrag gebracht werden. 

In Bezug auf die Anschlussleistung lag das 

Erstakquiseergebnis sogar bei 70 %. Zwischenzeitlich 

können knapp 2.000 Haushalte, zahlreiche 

gewerbliche Kunden u.a. Swiss Re und Sky 

sowie fast alle Gemeindeobjekte mit Fernwärme 

aus Geothermie beliefert werden. Der Zuspruch 

der Unterföhringer Bürger und Betriebe war und 

ist einfach großartig. Die Absicht, Wärme aus 

der tiefen bayerischen Erde nutzbar zu machen, 

konnte in den letzten vier Heizperioden durchaus 

überzeugend vermittelt werden. 

Der hierbei in seinen Entscheidungen einstimmig 

auftretende Unterföhringer Gemeinderat hat den 

Weg für diesen Erfolg bereitet. Von Anfang an 

stand das Gremium geschlossen hinter der Idee, 

die Wärmeversorgung mit einheimischer, regenerativer 

Energie zu realisieren und sich weitgehend 

von fossilen Brennstoffen unabhängig 

zu machen. Unterstützt wird das gemeindliche 

Vorhaben auch durch die KfW, im Bereich des 

Fernwärmenetzes außerdem durch die LfA Förderbank 

Bayern. Es wäre erfreulich, wenn noch 

viele Geothermieprojekte an den Start gehen 

könnten. Nicht alle Gemeinden verfügen über die 

anfänglich benötigten erheblichen Finanzmittel, 

um eigene Geothermieprojekte zum Laufen zu 

bringen, obwohl etliche dies gerne möchten. Wir 

haben hier unter unseren Füßen einen einmaligen 

Schatz, der geborgen werden sollte. 

Geothermiebohrungen Unterföhring Th3 und Th4 

Und was gut ist, soll noch besser werden: Hier 

in Unterföhring wird erstmalig in Deutschland 

ein Wärmeprojekt durch eine zweite Dublette 

erweitert. Diese Steigerung ist möglich, da das 

Erlaubnisfeld »feringeo« laut einer Studie ausreichend 

Kapazitäten für mindestens eine weitere 

Dublette aufweist. Die Vorbereitungen laufen 

auf Hochtouren. Im Juni 2012 wurden seismische 

Untersuchungen durchgeführt. Die Auswertung 

der Daten war sehr erfreulich. Mit der 

neuen Dublette (eine Förderbohrung und eine 

Injektionsbohrung) im 32 km² großem Claim soll 

eine zunehmende geothermische Nutzung des 

Malm-Tiefengrundwassers ermöglicht werden. 

Geplant ist es, die Bohrungen im östlichen Gemeindegebiet 

von einem gemeinsamen Sammelbohrplatz 

aus in südliche bzw. östliche Richtung 

abzuteufen. Der möglichst große Abstand 

der Bohrungen an Top Malm verhindert einen 

thermischen Durchbruch innerhalb einer simulierten 

Betriebszeit von bis zu 100 Jahren und 

verringert die hydraulischen Wechselwirkungen 

der Bohrungen Th 1 – Th 4 untereinander sowie 

zu den Feldesnachbarn. Die beiden neuen abgelenkten 

Bohrungen sind mit horizontalen Abweichungen 

vom jeweiligen Bohransatzpunkt von 

ca. 3.000 m vorgesehen. Um die maximale Ergiebigkeit 

des Thermalwasserhorizontes nutzen 

zu können, soll eine möglichst lange Bohrstrecke 

im Reservoir erschlossen werden. Die Gesamtbohrstrecken 

sind mit je über 4.000 m geplant.


15 

Die Bohrung Th 4 als potentielle Förderbohrung 

zielt, vergleichbar der Bohrung Th 2, auf einen 

ausgeprägten Riffkörper. Die stark geneigten 

Bohrungen mit langem Reservoiraufschluss erhöhen 

die Produktivität. 

Nach derzeitigem Kenntnisstand auf Basis der 

bestehenden Bohrungen sowie der 2D-seismischen 

Untersuchungen ist die Oberkante Malm / 

Purbeck am geplanten Standort in vertikalen 

Teufen von ca. 2.000 m Tiefe zu erwarten. 

Wie bei der bestehenden Förderbohrung wird mit 

einer Temperatur des Thermalwassers von über 

87 Grad Celsius gerechnet. Die Schüttung dürfte 

ebenfalls rund 85 Liter pro Sekunde betragen. 

Grund für die Erweiterung der geothermischen 

Leistung um weitere 10 MW ist die anhaltende 

Kundennachfrage. Während die Nachverdichtung 

im Bestandsgebiet kontinuierlich läuft 

und zusätzlich Gewerbekunden aus dem Unterföhringer 

Unternehmenspark mit Geovol-Fernwärme 

versorgt werden wollen, gibt es ein wichtiges 

Datum im Hinblick auf die Erhöhung der 

benötigten Versorgungsleistung: Im Jahr 2020 

läuft der Konzessionsvertrag der Kommune über 

Fernwärme mit einem anderen Versorger im 

südlichen Gemeindegebiet aus. Die Geovol muss 

bereitstehen, wenn quasi »über Nacht« mehr als 

20 MW Anschlussleistung gefordert sind. Das 

Ausbaukonzept hierzu und der notwendige Planungshorizont 

umfassen 10 Jahre. 

Gleichzeitig mit den Bohrungen beginnt der Aufbau 

eines zweiten – eigenständigen – Fernwärmestrangs 

in Richtung Süden. Eine Verbindung 

mit dem Bestandnetz im Unternehmenspark 

schafft Entlastung für das derzeitige Verteilnetz 

und erlaubt sogar eine redundante Versorgung 

von Großkunden im Falle der Beschädigung eines 

Hauptstrangs. 

Nach Abschluss der Bohrungen wird eine zweite 

Energiezentrale errichtet. Durch diese wird 

die Verbindung zwischen der zweiten Dublette 

und dem neuen Fernwärmenetz geschaffen. Im 

Prinzip existieren dann zwei völlig autarke Geothermieanlagen. 

Allerdings werden im Hinblick 

auf höchstmögliche Versorgungssicherheit und 

wirtschaftliche Fahrweise intelligente Schnittstellen 

zwischen den beiden Projekten geschaffen. 

Zusätzlich sorgen zwei gasbetriebene Blockheizkraftwerke 

für hohe Wirtschaftlichkeit der 

benötigten Primärenergie. Darüber hinaus sollen 

dann beide Energiezentralen mit Sorptionsmaschinen 

durch Erdwärme gekühlt werden, die 

Kälteerzeugung wird dann als Referenzobjekt 

für die Unterföhringer Gewerbegebäude fungieren; 

eine Auslastung der Geothermie auch in den 

warmen Monaten sieht die Geovol als eine wesentliche 

strategische Aufgabe.

16 Oberflächennahe Geothermie 

Beim Neubau der Firma Wipotec GmbH in Kaiserslautern wird die aus 

dem Kühlkonzept anfallende Abwärme unterirdisch in einem flachen 

Erdwärmesondenfeld gespeichert. Der unterirdische Speicher soll in 

wenigen Jahren soweit aufgeladen werden, dass die direkte Beheizung 

des Gebäudes im Winter möglich ist. Um Optimierungsspielraum zu 

gewinnen, wird der Speicher in zwei hydraulisch getrennte Zonen aufgeteilt. 

Eine innere heiße Zone und eine äußere etwas kühlere Zone. 

Saisonale geothermische Wärmespeicher 

zur Direktheizung – ein Praxisbeispiel – 

TEXT: Dr. David Kuntz, Dr. Markus Kübert, Prof. Dr. Simone Walker-Hertkorn, Otto Andreas Reisig 

Saisonale geothermische Wärmespeicher ermöglichen 

grundsätzlich die effizienteste Auslastung 

eines Erdwärmesondenfeldes als Erdwärmetauscher. 

Die Wirtschaftlichkeit solcher 

Speicher hängt wesentlich von der tatsächlichen 

Temperaturentwicklung im Untergrund 

sowie der Regelstrategie zur Auf- & Entladung 

des Speichers ab. Im vorliegenden Artikel wird 

anhand eines anspruchsvollen Praxisbeispiels 

demonstriert, wie mit Hilfe numerischer und 

seminumerischer Simulationen der spätere 

Speicherbetrieb prognostiziert werden kann, um 

bereits frühe Planungsphasen auf belastbare 

Entscheidungsgrundlagen zu stützen. 

Am Standort der Fa. Wipotec Wiege- und Positioniersysteme 

GmbH in Kaiserslautern (Pfalz) 

ist die Erweiterung des Produktionsstandortes 

um ein neues Produktions- und Bürogebäude 

geplant. Vorgabe für das anspruchsvolle 

Versorgungskonzept ist die komplette Wärme- 

und insbesondere Kälteversorgung ohne 

Primärenergieaufwand. Lediglich die für die 

Verteilung der Wärme (bzw. Kälte) erforderliche 

Pumpenleistung benötigt elektrischen 

Strom. Für die Bereitstellung der nicht unerheblichen 

Kühlanforderungen (bis zu 120 kW) im 

Sommer hat die Fa. INNAX Energie & Umwelt 

AG eine Lösung über Adsorptionskältemaschinen 

(Invensor LTC 10 plus) entwickelt, deren 

Hochtemperaturseite über eine entsprechend 

groß dimensionierte solarthermische Kollektoranlage 

gespeist wird. Hierüber sind die Anforderungen 

an die Bereitstellung der Kühlenergie 

ohne Primärenergieeinsatz abdeckbar. Gleichzeitig 

fällt ein vergleichsweise hoher Anteil an 

Überschusswärme aus verschiedenen Wärmequellen 

an. Der innovative Ansatz sieht vor, 

diese Überschusswärme in einem saisonalen 

geothermischen Speicher einzuspeisen, um sie 

im Winter zur Gebäudeheizung nutzbar zu machen. 

Ziel ist dabei die Beladung des Speichers 

bis auf Temperaturen, die eine direkte Beheizung 

des Gebäudes über Niedertemperatursysteme 

ermöglichen. Damit wäre auch im Heizfall 

die Anforderung der Bereitstellung ohne Primärenergieeinsatz 

erfüllt. 

Anforderungen des Versorgungskonzeptes 

Ziel für den geothermischen Wärmespeicher ist 

die Bereitstellung der erforderlichen Heizwärme 

(nach Abzug der direkt nutzbaren Abwärme aus 

der Serverraumkühlung) ohne Wärmepumpe 

bei einer Vorlauftemperatur von etwa 28 °C. Die 

Aufladung des Speichers erfolgt über Abwärme 

aus verschiedenen Kühlprozessen. Grundlage 

der geothermischen Planung sind stundenweise 

Jahreslastprofile der verschiedenen Wärmequellen 

und ‐senken aus einer dynamischen Gebäudesimulation. 

Tabelle 1 fasst die jährlichen 

Energiemengen (in Klammern die maximalen 

Leistungen), die der saisonale Wärmespeicher 

bereitstellen soll bzw. die für dessen Aufladung 

zur Verfügung stehen, zusammen: 

Wärmequelle 

/ 

-senke 

Gebäude 

beheizung 

(netto) 

Temperaturgrenze 

Serverraumkühlung 

Rückkühlung 

Adsorptionskälte 

Überschuss 

Solarkollektor 

54 MWh/a 

(86 kW) 

157 MWh/a 

(30 kW) 

105 MWh/a 

(180 kW) 

116 MWh/a 

(260 kW) 

Wärmebedarf 

Wärmedargebot 

T min 

= 28 °C 

T max 

= 35 °C 

T max 

= 40 °C 

T max 

= 70 °C 

Tabelle 1: Wärmequellen & -senken mit Energiemengen & 

max. Leistung bezogen auf den Speicher


17 

Abbildung 1: Schematische Darstellung der im Modell abgebildeten Regelstrategie (Zonierung, HT=Hochtemperatur, 

NT=Niedertemperatur) 

Untergrundkenntnisse & geplante Speichererschließung 

Am Standort stehen oberflächennah massive 

Sandsteine des Buntsandsteins an. Aus bestehenden 

Bohrungen ist Grundwassereinfluss ab 

Tiefen von ca. 30 m bekannt, so dass in Kaiserslautern 

die geothermische Erschließung nur bis 

zu diesen Tiefen geplant ist. Aus der Geometrie 

des Bauplatzes ergibt sich bei einem mittleren 

Sondenabstand von 5 m eine maximale 

Belegung mit 198 Sonden. Dies entspricht bei 

einer Sondenlänge von 30 m einer Gesamtbohrmeterzahl 

von 5.940 m. Die ersten Simulationsläufe 

zeigten bereits ein zentrales Optimierungsproblem: 

Der geothermische Speicher soll 

möglichst schnell so weit aufgeheizt sein, um 

Heizanforderungen direkt (T min 

> 28 °C) befriedigen 

zu können. Gleichzeitig dürfen die Speichertemperaturen 

im Sommer die oberen Grenzwerte 

nicht überschreiten, um die wirtschaftliche 

Einspeisung von Wärme zu gewährleisten. Hieraus 

wurden zwei Ansätze zur Optimierung der 

Speichernutztemperaturen abgeleitet: 

1. Umkehr der Strömungsrichtung beim Beladen 

/ Entladen des Speichers 

2. Zonierung des Speichers in zwei hydraulische 

Gruppen 

Abwärme aus Kühlprozessen mit niedrigeren 

Rückkühltemperaturen dient. Abbildung 1 zeigt 

die daraus abgeleitete (theoretische und optimale) 

im Modell abgebildete Regelstrategie. 

Simulationsmodell 

Zur Prognose der Temperaturverteilung im 

Untergrund sowie des zeitlichen Verlaufs der 

Vorlauftemperaturen in den beiden hydraulischen 

Zonen des Erdwärmespeichers wird 

ein numerisches Transportmodell eingesetzt, 

welches die tatsächliche Sondengeometrie abbilden 

kann und konduktiven Wärmetransport 

berücksichtigt. 

Abbildung 2 zeigt schematisch die im Referenzszenario 

berücksichtigte Geometrie des Sondenfeldes 

sowie die Aufteilung der Sonden in zwei 

hydraulische Zonen (Innenzone & Außenzone). 

Durch die Umkehr der Strömungsrichtung bei 

bis zu sieben in Serie geschalteten Sonden ist 

gewährleistet, dass die Einspeisung von Wärme 

von der wärmsten zur kältesten Sonde der Serie 

erfolgt, und bei Entnahme von der kältesten zur 

wärmsten Sonde. Dies ist vergleichbar mit dem 

Prinzip der Gegenstrom-Wärmetauscher, jedoch 

zeitlich entkoppelt. Die Zonierung des Speichers 

in eine innere (heiße) und eine äußere (kältere) 

Zone ermöglicht größere Flexibilität bei der Entwicklung 

von Regelalgorithmen. Die innere Zone 

soll für die direkte Heizanwendung auf möglichst 

hohe Temperaturen beladen werden, wobei die 

äußere Zone als Puffer für die Aufnahme von


Prognoseergebnisse 

Abbildung 3 zeigt die prognostizierte Entwicklung 

der Vorlauftemperaturen der Zonen für die 

10-jährige Simulation der Anlage in der Basisaufteilung 

mit 100 Sonden in der äußeren Zone 

und 98 Sonden in der inneren Zone. 

Die Abszisse zeigt die Modelllaufzeit, auf der Ordinate 

sind die Vorlauftemperaturen in °C abgebildet. 

In den ersten Betriebsjahren kann erwartungsgemäß 

der größte Anteil der Abwärme in 

die Innenzone eingespeist werden, die dadurch 

schnell hohe Temperaturen erreicht. Ab dem 

dritten und vierten Betriebsjahr wird zunehmend 

auch die äußere Zone zur Abfuhr der Wärme im 

Sommer genutzt. Die äußere Zone bleibt dabei 

langfristig deutlich unterhalb von 35 °C, so dass 

sämtliche Kühlanforderungen gedeckt werden 

können. Etwa 66 % der (Gesamt-)Heizanforderungen 

werden direkt aus Abwärme der Kühlung 

gedeckt, den Rest deckt der saisonale Wärmespeicher. 

Insgesamt prognostiziert das Modell 

einen maximalen Deckungsanteil von ca. 85 % 

(66 % direkt aus Kühlung, 19 % über Wärmespeicher). 

Bei höchsten Lastanforderungen im 

Winter bricht die Vorlauftemperatur des Wärmespeichers 

auch langfristig auf knapp über 

25 °C ein, das derzeitige Konzept genügt der 

Mindesttemperatur von 28 °C also noch nicht. 

Weitere Modellläufe mit geringerem Verhältnis 

der Sondenzahl der inneren zur äußeren Zone 

(120/78 und 138/60, vgl. Abbildung 2) lassen 

zwar geringfügig höhere Temperaturen in der 

inneren Zone erwarten, jedoch sinkt die Temperatur 

bei Lastanforderungen aufgrund der verringerten 

Wärmetauscherfläche auch schneller. In 

Summe konnte hierdurch keine Verbesserung 

der Speicherleistung erzielt werden. Die Modellprognosen 

bestätigen somit die grundsätzliche 

Machbarkeit des Versorgungskonzeptes am 

Standort mit dem geplanten Speicher. Der prognostizierte 

Deckungsanteil erreicht nach der 

derzeitigen Simulation noch nicht die geplanten 

Leistungskennwerte, kann jedoch weiter optimiert 

werden. 

Zusammenfassung & Ausblick 

Bezüglich der Aufteilung der Sonden auf den 

Hochtemperatur- und Niedertemperaturkreis 

bei unveränderter Sondengeometrie wurden 

bereits einige Varianten gerechnet. Werden bis 

zu 35 Sonden weniger der Hochtemperaturzone 

– und damit 35 Sonden mehr in der Niedertemperaturzone 

– zugeordnet, zeigen sich zwar 

Verschiebungen im Deckungsprofil, die Prognose 

des Deckungsanteils in der Jahressumme 

wird jedoch nur unwesentlich beeinflusst. Weitere 

Optimierungen sind durch Anpassung der 

Sondengeometrie denkbar: So ist unter anderem 

bei geringeren Sondenabständen oder bei kompakterer 

Anordnung der Sonden, z.B. auf einer 

Seite des Speichers, eine höhere Aufheizung 

der Hochtemperaturzone zu erwarten. Ob dann 

der Temperaturgewinn aufgrund der dichteren 

Anordnung durch die höheren Wärmeverluste 

am Rand des Speichers kompensiert wird, bleibt 

noch zu bewerten. Eine direkte Optimierung 

des Deckungsgrades im Heizbetrieb ist vor allem 

durch Einspeisung von mehr Wärme in die 

Hochtemperaturzone zu erwarten. Zum aktuel-


19 

Technik GmbH & Co. KG 

Planung GmbH 

len Planstand bewegt sich die Innenzone vorbehaltlich 

der Modellunsicherheiten bei Spitzenlasten 

knapp unterhalb der Zieltemperatur (28 °C). 

Bereits eine Anhebung der mittleren Temperaturen 

im Winter von wenigen Kelvin führt zu deutlich 

höheren prognostizierten Deckungsraten. 

Ihr Generalplaner für den 

Energiemix der Zukunft 

Der vorgestellte Planungsansatz zeigt, dass die 

modellgestützte Auslegung und Prognose geothermischer 

Wärmespeicher wertvolle Hinweise 

zum Betrieb sowie möglichen Optimierungsansätzen 

liefert. Die Aufheizung eines solchen 

Speichers bis zur direkten Nutzung der gespeicherten 

Wärme erfordert allerdings enorme 

Energiemengen, die nur bei entsprechend großer 

verfügbarer Abwärme aus Kühlanforderungen 

wirtschaftlich darstellbar sind. Der gewählte 

Ansatz eines zonierten Speichers erlaubt auch 

im Betrieb der Anlage flexible Regelungsstrategien 

und eine fortlaufende Optimierung, welche 

insbesondere in den ersten Betriebsjahren wesentliche 

Erkenntnisse für den Betrieb geothermischer 

Wärmespeicher erwarten lässt. 

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Schlagworte wie »nachhaltiges Handeln« 

assoziiert man in Zeiten von Eurokrise 

und Bankenrettung selten mit dem 

Finanzsektor. Die VR-Bank Nürnberg 

verwirklicht beim Neubau ihrer Geschäftsräume 

ein innovatives Energiekonzept 

und setzt damit ein wichtiges Signal für 

langfristiges und verantwortliches 

Handeln. 

VR-Bank Nürnberg mit klarem Bekenntnis zur 

Nachhaltigkeit 

TEXT: Ronald Lau, Holger Süss 

Das Konzept 

Seit März 2013 hat die VR-Bank den Geschäftsbetrieb 

in ihren neuen Räumlichkeiten am Tullnaupark 

Nürnberg aufgenommen. Das Gebäude 

besteht aus zwei Türmen mit einem Verbindungsbau 

im Erdgeschoss und fügt sich auf den ersten 

Blick eher schlicht in die Umgebung ein. Was man 

dem Gebäude von außen jedoch nicht ansieht: Die 

Umsetzung eines Niedrigenergiekonzeptes war 

einer der entscheidenden Punkte bei der Planung 

des Gebäudes. Das hört sich zunächst nicht ungewöhnlich 

an. Im Gegensatz zu Wohngebäuden ist 

das bei Bauten dieser Größenordnung jedoch kein 

Standard. 

So erfolgt das Kühlen und Heizen durch Austausch 

von Wärmestrahlung zwischen kalten 

und warmen Flächen. Über Erdsonden steht das 

Gebäude mit den natürlichen Ressourcen der 

Erdwärme in Verbindung und reduziert damit 

wiederum Betriebskosten. Frischluft, die in das 

Gebäude strömt, wird über einen Erdkanal angesaugt 

und so auf natürlichem Weg vortemperiert. 

Ein erheblicher Anteil der Stromversorgung 

für das Gebäude wird im nahen Wasserkraftwerk 

am Wöhrder See CO 2 

-neutral erzeugt. 

Die Gebäudetechnik 

Mit der Zielsetzung der Nutzung oberflächennaher 

Geothermie wurden Systemparameter 

definiert, um ein optimales Zusammenspiel zu 

gewährleisten. Grundvoraussetzung sind hier 

niedrige Systemtemperaturen sowohl im Heizals 

auch im Kühlfall. Das gesamte Gebäude wird 

mit Flächensystemen, bestehend aus bauteilaktivierten 

Decken und ergänzenden Deckensegeln, 

temperiert. Ein weiterer Vorteil ist hier die 

Nutzung der Gebäudemasse als Speicher. Auf 

diese Weise werden kurzfristige Lastschwankungen 

abgeschwächt. 

Ein weiterer Baustein für die Planung eines »Niedrig-Energie-Hauses« 

war die konsequente Reduzierung 

der abzuführenden Lasten. So liegen die 

simulierten, spezifischen Werte für die Heizlast 

mit 45 W/m 2 und die Kühllast mit 34 W/m 2 weit 

unterhalb realer Werte vergleichbarer Gebäude. 

Folgende Faktoren sind hierfür ausschlaggebend: 

 

 

 

konsequenter Einsatz von »Green IT« mit 

reduzierten Leistungen 

tageslicht- und präsenzabhängige 

Beleuchtungssteuerung 

mechanischer Frischluftwechsel mit 

Hochleistungs-Wärmerückgewinnung 

Zur Umwandlung der gewonnenen Erdwärme 

wird eine Wasser-Sole-Wärmepumpe eingesetzt. 

Für die optimale Wirtschaftlichkeit der 

Gesamtanlage ist entscheidend, dass die Leistungsauslegung 

nur in der Grundlast erfolgt. Als 

»kostengünstiges« Ergänzungssystem für die 

Spitzenlastdeckung steht für die VR-Bank ein


21 

Fernwärmeanschluss zur Verfügung. Eine optimierte 

Auslegung der Wärmeerzeugung durch 

die Wärmepumpe in der Grundlast bedeutet 

hier, dass nur 20 % der Spitzenlast durch die 

Wärmepumpe und 80 % durch die Fernwärmeversorgung 

gedeckt werden. Trotz dieses niedrigen 

Lastanteils, können mit der Wärmepumpe 

aber über 70 % des Jahres-Wärmebedarfs der 

VR Bank gedeckt werden. Das heißt, auch ohne 

den hervorragenden Primärenergiefaktor der 

Fernwärme hätten die gesetzlichen Anforderungen 

sogar mit einem konventionellen Spitzenlast-Heizkessel 

eingehalten werden können. 

Die Wärmequelle 

Hauptanforderung und Auslegungsgröße für die 

Geothermieanlage war die definierte Kühlleistung. 

Die Heizleistung hingegen konnte zur optimalen 

Auslegung variiert werden. Die Planungen selbst 

fanden unter erschwerten Rahmenbedingungen 

statt: So wurde in der ersten Planungsphase die 

direkte Grundwassernutzung favorisiert. Dieses 

Vorhaben scheiterte an der örtlichen Grundwasserqualität. 

Alternativ zur direkten Grundwassernutzung 

wurde ein Erdwärmesondenfeld mit insgesamt 

40 Sonden geplant. Aber auch dabei bot das 

Grundstück Besonderheiten: Nach den oberen, 

sehr wasserreichen Sandschichten erstrecken 

sich die Erdwärmesonden in Bodenschichten, 

die nur sporadisch Wasser in Klüften oder nicht 

durchgängig vorhandenen Sandsteinlagen führen. 

Damit konnte der thermische Einfluss der 

Grundwassers und die gegenseitige Beeinflussung 

der einzelnen Sonden in den oberen Sandschichten 

zwar gut berechnet werden, in den unteren 

Schichten war es jedoch nicht möglich, die 

genau vorbeifließende Grundwassermenge oder 

deren exakte Richtung zu bestimmen. Zudem 

musste der Grundwasserdurchfluss im Zuge 

der Baumaßnahme teilweise mit einer unterirdischen 

Dichtwand abgesperrt werden. Teile des 

Sondenfelds wurden dadurch vom Grundwasserfluss 

abgetrennt. 

Um die tatsächliche Leistungsfähigkeit der Sonden 

zu ermitteln, entschied man sich für eine 

Probebohrung mit anschließendem Leistungstest. 

Mit den sehr guten Ergebnissen des Tests 

wurde erneut das Langzeitverhalten der Anlage 

simuliert. 

Eine weitere Anforderung an die Planung und 

den Bau des Erdwärmesondenfelds stellte die 

Schadstoffsituation dar: Das Grundstück liegt in 

der weiteren Nachbarschaft zu einer Altlastenfläche. 

Zwar ist es nicht direkt betroffen, aber 

aus Gründen des vorsorglichen Grundwasserschutzes 

wurde auf höchste Qualität der Bohrund 

Herstellungsarbeiten der Erdwärmesonden 

geachtet. Insbesondere auch vor diesem Hintergrund 

wurden die örtlichen Genehmigungsbehörden 

von Anfang an eng in das Vorhaben 

eingebunden. 

Höchste Effizienz durch integrierte Planung 

Der Einsatz oberflächennaher Geothermie zur 

Energieversorgung von Gebäuden ist ein gutes 

Beispiel für die Bedeutung interdisziplinärer 

Zusammenarbeit. Konkret treffen hier die Fachbereiche 

der Gebäudetechnik und der Geologie 

aufeinander. Voraussetzung für eine optimale 

Umsetzung ist der transparente Austausch 

zwischen den Disziplinen und die gemeinsame 

Anpassung der teilweise gegenläufigen Systemparameter. 

Im dargestellten Projektbeispiel hat dies hervorragend 

funktioniert: Durch Berücksichtigung der 

verschiedenen geologischen und hydrogeologischen 

Einflussfaktoren und die eng aufeinander 

abgestimmte Planung zwischen der Gebäudetechnik 

und der Erdwärmequelle konnten 20 % 

der geplanten Bohrmeter im Sondenfeld eingespart 

werden. So liegt die simulierte spezifische 

Spitzenentzugsleistung mit knapp 60 W/m bzw. 

die spezifische Spitzenrückspeiseleistung mit 

knapp 50 W/m deutlich über den Werten mancher 

vergleichbarer Sondenfelder, die ohne integrierte 

Planung dimensioniert wurden.

22 Forschung und Entwicklung 

Kühlsystem 

für Messeinrichtungen in tiefen Bohrlöchern 

TEXT: Benedict Holbein 

Für Tiefengeothermie-Projekte sind umfassende Informationen zu den Gegebenheiten 

in den Bohrlöchern und deren Umgebung wichtig. Das gilt für die Erschließung, 

aber auch für den Betrieb geothermischer Anlagen. Um direkte Daten zu gewinnen ist 

es notwendig, in die Bohrlöcher zu gehen und dort langzeitige Messungen durchzuführen. 

Damit unterschiedliche Messeinrichtungen und zugehörige Steuerungs- und 

Datenerfassungselektronik dort einsetzbar sind, ist ein Kühlsystem notwendig, 

welches in der speziellen Umgebung zuverlässig und ohne Zeitlimitationen funktioniert. 

Herausforderungen 

Für den Einsatz in tiefen Bohrlöchern 

müssen die Komponenten 

des Kühlsystems nicht nur den 

hohen Temperaturen und Drücken 

sowie korrosiven Thermalwässern 

standhalten, sondern 

dabei auch die Kühlfunktion zuverlässig 

gewährleisten. Für die 

erste Ausrichtung soll als Minimalanforderung 

eine Einsatzzeit 

von mehreren Wochen bei Umgebungsdrücken 

von 600 bar und 200 °C Umgebungstemperatur 

erreicht werden. Weil Standardelektronik einsetzbar 

sein soll, darf die Kühlraumtemperatur 

dabei 70 °C nicht überschreiten. Um in 8 ½ Zoll 

Bohrlöchern arbeiten zu können, darf der Außendurchmesser 

des Systems nicht über 170 mm 

liegen. Diese Bedingungen erfordern kompakte 

Konstruktionen mit korrosionsbeständigen Materialien 

und einen speziell ausgelegten thermodynamischen 

Kühlprozess. 

Abb. 1: Kühlsystem für Bohrlochsonden 

Das Konzept 

Für die dauerhafte Kühlung wird ein Gesamtkonzept 

aus Wärmedämmung und aktiver 

Kühlung durch einen thermodynamischen 

Kreisprozess verfolgt [Holbein, 2011]. Um den 

Wärmeeintrag von außen zu minimieren, werden 

MLI (Multi Layer Insulation) und Vakuumdämmung 

in der Wand des Kühlgehäuses und 

Teflon in axialer Richtung eingesetzt. Die eindringende 

Wärme und die Wärme, die durch die 

Elektronik selbst erzeugt wird, muss aus dem 

zu kühlenden Bereich gebracht werden. Dafür 

ist im Kühlraum ein Verdampfer installiert, der 

die Wärmeübertragung auf ein Kältemittel ermöglicht. 

Das Kältemittel verdampft und nimmt 

Wärme aus dem Kühlraum auf. Im gasförmigen 

Zustand wird es verdichtet und kondensiert 

anschließend im Kondensator. Bei der Kondensation, 

die oberhalb der Bohrloch-Temperatur 

stattfindet, wird die zuvor aufgenommene Wärme 

an die Bohrlochumgebung abgegeben. Eine 

Drossel entspannt das verflüssigte Kältemittel 

zurück auf den Ausgangszustand und schließt 

somit den Kühlkreislauf. 

Kühlprozess und Komponenten 

Damit der Kühlprozess funktioniert, müssen die 

zentralen Komponenten eigens für die besonderen 

Einsatzbedingungen ausgelegt werden. 

Als Kältemittel wird aktuell Aceton präferiert. 

Abbildung 2 zeigt den Kühlprozess mit Aceton. 

Die charakteristischen Teilprozesse sind durch 

Nummern gekennzeichnet. 

Die Verdampfung (Übergang 41) findet bei 

56,5 °C (~1 bar) statt. Sie verläuft isobar und 

isotherm. Die maximal erreichbare Kälteleistung 

entspricht in etwa der Enthalpie-Differenz 

zwischen Punkt 1 und 4. Nach einer leichten 

Überhitzung wird das gasförmige Aceton im 

Verdichter auf 40 bar komprimiert (1*-2). Bei


23 

diesem hohen Druck kondensiert es dann im 

Kondensator bei 220°C, wobei es Wärme an 

das Bohrloch abgibt (2*-3*). Das verflüssigte 

Aceton wird in der Drossel auf Ausgangsdruck 

und Temperatur entspannt (3-4). Weil dabei ein 

Teil des Acetons verdampft, liegt Punkt 4 im 

Zweiphasengebiet. 

Der Verdampfer liegt im Inneren des Kühlraums 

und muss daher besonders kompakt sein. Durch 

ein inneres Netzwerk aus Kältemittelleitungen 

in seinem Kupferkörper und Installationsflächen 

für Verbraucher wird eine ausreichende Wärmeübertragung 

und Kälteleistung erreicht. 

Für die Gehäuse von Verdichter und Kühlraum 

sowie als Material für den außen liegenden Kondensator 

ist eine korrosionsbeständige Nickel- 

Basislegierung vorgesehen. Um trotz geringer 

Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs die nötigen 

Wärmemengen übertragen zu können, benötigt 

der Kondensator eine entsprechend große Oberfläche. 

Weil die Verwendung von Nickelbasislegierungen 

Schwierigkeiten bezüglich Formbarkeit 

und Lieferbarkeit mit sich bringt, wird eine 

Rohrbündelkonstruktion mit einfachen Formen 

umgesetzt. 

Der Verdichter soll durch einen hochtemperaturfähigen 

Elektromotor (Maxon) angetrieben werden, 

was die mögliche Leistungsaufnahme stark 

beschränkt. Die hohen Temperaturen, die im 

Verdichter auftreten, und das chemisch aggressive 

Aceton-Gas, stellen vor allem für Dichtungen 

eine große Herausforderung dar. Einige Fluorkohlenwasserstoff-Polymere 

scheinen dafür 

in Frage zu kommen und sollen getestet werden. 

Vorgehen 

Für die Entwicklung des Kühlsystems wird ein 

kombiniertes Verfahren aus Simulationen, Experimenten 

und Konstruktion verfolgt. Sowohl 

für das Testen der Komponenten, als auch für 

die Auslegung und Überprüfung der thermodynamischen 

Prozesse sind Laborexperimente 

wichtig. 

Zunächst werden die einzelnen Teilprozesse 

entsprechend dem Fertigungsstatus der Komponenten-Prototypen 

aufgebaut und durchgeführt, 

um, ausgehend von den Ergebnissen, 

Optimierungen und Neukonstruktionen durchzuführen. 

Anschließend werden die Einzelprozesse 

Stück für Stück zusammengeführt um 

letztendlich den gesamten Kreisprozess im 

Labor zu realisieren. Die Erkenntnisse aus den 

Versuchen dienen auch dazu, Simulationen, wie 

zum Beispiel zum Wärmeübertragungsverhalten, 

zu entwerfen und zu deren Validierung und 

Verbesserung beizutragen. 

Abbildung 4 zeigt das Zusammenspiel von Simulation 

und Experimenten bei der Kühlsystem- 

Entwicklung exemplarisch für die Untersuchung 

der Verbesserung der Wärmeübertragung im 

Kühlraum durch Einbau eines Lüfters.


Abb. 4: Vergleich der 

Wärmeübertragung im 

Kühlraum, Experiment und 

Simulation 

Abb. 5 : Einfluss der 

Vakuumdämmung 

Stand 

Bisherige Versuche zur Dämmung zeigen, dass 

das Konzept funktioniert und der äußere Wärmeintrag 

stark reduziert werden kann. (Abb. 5). 

Mit einem ersten Verdampfer-Prototyp, der in 

das Kühlgehäuse (Abb. 3) eingebaut wurde, 

konnte der Teilprozess der Verdampfung untersucht 

werden. Aceton zeigte sich bislang als geeignetes 

Kältemittel. 

Um die Wärmeübertragungsvorgänge zu untersuchen, 

wurden bereits unterschiedliche Experimente 

mit inneren und äußeren Wärmequellen 

durchgeführt und ausgewertet. Die Ergebnisse 

ermöglichen es, die komplexe Wärmeübertragungssituation 

besser zu verstehen. Außerdem 

lieferten sie die Grundlage für die Konstruktion 

eines optimierten Verdampfers, der sich momentan 

noch in der Fertigung befindet. Aktuell 

werden weiterführende Versuche mit einem eigens 

für Experimente entworfenen Verdichter 

vorbereitet. Das nächste Ziel ist verschiedene 

Dichtungsmaterialien zu testen und den Verdichtungsprozess 

zu untersuchen. 

Ausblick 

Mittelfristiges Ziel ist es ein einsatzfähiges Gesamtsystem 

aufzubauen, das im Feldversuch 

getestet werden kann. Dafür werden Schritt für 

Schritt einzelne Komponenten konstruiert, getestet 

und in Labor-Prozesse integriert. 

Dieses Verfahren ist zeitaufwändig, aber unvermeidlich, 

denn neben der anspruchsvollen technischen 

Aufgabe sind finanzielle und personelle 

Einschränkungen sowie lange Fertigungs- und 

Lieferzeiten Herausforderungen für das Projekt. 

Geplant ist es, das Entwicklungsprojekt mithilfe 

struktureller und inhaltlicher Unterstützung möglichst 

bald auf eine breitere Basis zu stellen. 

Holbein, B. (2011), Entwicklung eines Kühlsystems 

für Geothermie-Bohrlochsonden, Bachelor 

Thesis, Karlsruhe Institut für Technologie KIT 

Holbein, B. (2013), Development of a Cooling- 

System for Research Probes for Geothermal 

Boreholes, Kongressband CD-Rom, Artikel 

1542, «38th Geothermal Workshop” ,Stanford 

Kalifornien, Februar 2013


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Bisherige Forschungsprojekte haben 

gezeigt, dass viele Bürogebäude mit 

geothermischen Anlagen nicht optimal 

bzw. planungsgemäß funktionieren. 

Es ist festzustellen, dass selbst nach 

Einregulierung und Optimierung, der freie 

Kühlbetrieb nicht oder nur sehr eingeschränkt 

umgesetzt werden konnte. Im 

Bereich der effizienten Umschaltung zwischen 

Heiz- und Kühlbetrieb sowie der 

allgemeinen Regelkonzepte liegen meist 

noch keine fundierten Erkenntnisse vor. 

Hier setzt das Projekt geo:build an. 

Im Rahmen des vom Bundesministerium 

für Wirtschaft und Technologie (BMWi, FKZ 

03ET1024A) geförderten Forschungsvorhabens 

»geo:build - Systemoptimierung erdgekoppelter 

Wärme- und Kälteversorgung von Bürogebäuden 

– reversible Wärmepumpen und freie 

Kühlung« werden in Zusammenarbeit mit der 

Ostfalia Hochschule – Fakultät Versorgungstechnik, 

UBeG GbR und Zent-Frenger GmbH 

erdgekoppelte Systeme zur Wärme- und Kältebereitstellung 

in Bürogebäuden in Theorie und 

Praxis analysiert. Das Ziel des Forschungsvorhageo:build 

– Systemoptimierung des Kühlfalls von 

erdgekoppelter Wärme- und Kälteversorgung 

TEXT: Dipl.-Ing. Franziska Bockelmann 

Ein wesentliches Kriterium in der Planung von 

Bürogebäuden stellt der thermische Komfort 

dar. Die geforderten Temperaturniveaus im 

Sommer können bei den in der Regel anstehenden 

internen Lasten nicht alleine über eine angepasste 

Lüftung eingehalten werden. Dies gilt 

insbesondere bei der Ausstattung des Gebäudes 

mit großzügig verglasten Außenfassaden. 

Ein konventioneller Lösungsansatz ist daher die 

Bereitstellung der benötigten Kälteenergie über 

Kompressions-Kältemaschinen mit einer Rückkühlung 

über die Außenluft. 

Unter den Gesichtspunkten der Nutzung regenerativer 

Energien und einer energieeffizienten 

Bauweise kommt in modernen Bürogebäuden 

zum Heizen und Kühlen zunehmend die oberflächennahe 

Geothermie zum Einsatz. Ein technisch 

bekanntes Konzept zur Übergabe an den 

Raum ist es, erdgekoppelte Wärmepumpen mit 

z.B. Betonkernaktivierung zum Heizen und Kühlen 

zu verwenden. Damit dies jedoch auch zukünftig 

realisiert werden kann, besteht weiterhin 

Forschungsbedarf auf dem Gebiet des Zusammenwirkens 

von Wärmeeintrag und –entzug, 

der Einbindung in das Gesamtenergiekonzept 

der Gebäude sowie der hydraulischen und regelungstechnischen 

Umsetzung unter Berücksichtigung 

der örtlichen Randbedingungen.


27 

bens ist neben der Optimierung der Umsetzung 

geothermischer Wärme- und Kältespeicher, die 

Entwicklung und Erprobung einer effizienteren 

Nutzung dieser Speicher. 

Vorgehen und Methode im Projekt 

Im Rahmen des Forschungsprojekts sollen Systeme 

zur gekoppelten Wärme- und Kältebereitstellung 

in Bürogebäuden in Theorie und Praxis 

vergleichend untersucht werden. In den untersuchten 

Gebäuden wird die Wärmeseite jeweils 

über eine erdgekoppelte Wärmepumpe abgedeckt. 

Die Kältebereitstellung erfolgt zum einen 

durch die freie Kühlung über das Sondenfeld und 

zum anderen über den Einsatz einer umschaltbaren 

Wärmepumpe/Kältemaschine (reversiblen 

Wärmepumpe). Die Vorteile beider Lösungen 

(deutlich höhere Arbeitszahlen bei der freien 

Kühlung und ggf. reduzierte Sondenfeldgröße bei 

der reversiblen Wärmepumpe) sollen herausgearbeitet, 

bewertet und ganzheitlich miteinander 

verglichen werden. 

Das Projekt ist in sechs Arbeitspakete geteilt 

(siehe Abb. 1). Dabei liegt der Fokus u.a. auf der 

messtechnischen Erfassung der ausgewählten 

Bürogebäude, der Analyse hinsichtlich ihrer Betriebsstrategien 

und Anlagenfunktionen sowie 

der Energiebilanz im Erdreich. 

Zu Beginn des Forschungsprojektes werden 

die Abstimmung und der wechselnde Betrieb 

zwischen freier Kühlung und Kältemaschine im 

Kühlbetrieb näher betrachtet. Die Systemlösungen 

werden durch ganzheitliche Gebäudesimulationen 

untersucht. Angepasste Regelungsstrategien 

werden über die Modellbildung entwickelt 

und an die jeweiligen Lastsituationen angepasst. 

Die erworbenen Erkenntnisse aus den Simulationen 

sollen dann anhand von Testläufen innerhalb 

eines Feldversuchs umgesetzt und erprobt 

werden und ggf. in die Monitoringgebäude implementiert 

werden. Das Ziel sind energetisch 

sowie wirtschaftlich sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten 

dieser Technologie, die auch als 

Standardlösungen in andere Gebäude integriert 

werden können. 

TRNSYS - Simulationsmodell 

Die Gebäude- und Anlagenkonfigurationen werden 

jeweils als TRNSYS-Modelle abgebildet. Die 

Räumlichkeiten der Gebäude werden entspre-


chend ihrer thermischen Randbedingungen und 

Konditionierung in Zonen zusammengefasst 

und entsprechend ihrer bauphysikalischen Eigenschaften 

eingepflegt. Wichtige Randbedingungen 

zu Heizung, Kühlung, Lüftung und 

inneren Lasten, etc. werden ebenfalls je Zone 

hinterlegt. 

Die sich für jedes Gebäude unterschiedlich darstellende 

Anlagentechnik wird in einem entwickelten 

Standardmodell ergänzt und angepasst. 

Neben dem Vergleich der Simulationsergebnisse 

mit den Auslegungsdaten der Planung und 

den Messdaten aus dem Monitoring ist es durch 

die Simulation möglich, Optimierungsansätze in 

der Regelung im Vorfeld zu den Feldversuchen 

zu prüfen. 

Regelstrategien zum Wechsel der Betriebsmodi 

Die Theorie besagt, dass im Sommer vorrangig 

die effizientere freie Kühlung zur Kältebereitstellung 

in den Bürogebäuden herangezogen 

werden sollte. In der Praxis ist jedoch bei 

Systemen mit integrierter Kältemaschine oft 

ein Dauerbetrieb der mechanischen Kälte, also 

des Kompressors, festzustellen. Dies hängt 

zum Teil mit einer ungenügend abgestimmten 

Regelung von freiem Kühlbetrieb (FK) und Kältemaschinenbetrieb 

(KM) und zum anderen 

aber auch mit einem zu warmen Erdreich zusammen. 

Eine ausgewogene Bilanz zwischen 

Wärmeentzug und -eintrag kann sich so nicht 

einstellen und die Möglichkeit einer freien Kühlung 

oft nicht gewährleistet werden. 

Die dargestellte Problematik soll am Beispiel 

des Gebäudes A veranschaulicht werden: 

Bei Gebäude A ist in den ersten vier Betriebsjahren 

deutlich mehr Wärme ins Erdreich eingetragen 

worden, als entzogen. Die eingetragene 

Wärme stammt hierbei u.a. aus dem Gebäude 

selbst (kombinierter Betrieb) als auch durch den 

hohen Anteil des Kältemaschinenbetriebes. Die 

Folge ist eine Erwärmung des Erdreichs auf ein 

für den freien Kühlbetrieb ungünstiges Temperaturniveau, 

sodass im Kühlfall hauptsächlich 

die Kältemaschine in Betrieb gehen musste. Im 

Rahmen des vorherigen Forschungsprojektes 

wurden bereits Maßnahmen und Optimierungen 

durchgeführt, um den Wärmeeintrag insbesondere 

im kombinierten Heiz- und Kühlbetrieb zu 

minimieren sowie den hohen Anteil des Kältemaschinenbetriebes 

zu senken. Gemäß den Planungsunterlagen 

ist für das Gebäude A ein Verhältnis 

der bereitgestellten Kühlenergie durch 

freie Kühlung bzw. Kältemaschine von 68 % zu 

32 % vorgesehen. Bisher konnte jedoch nur ein


29 

Verhältnis von 30 % zu 70 % umgesetzt und gemäß 

den vorhandenen Messdaten auch 2012 

verhältnismäßig beibehalten werden 

(siehe Abb. 2). 

Bereits zu Beginn des Projekts konnte festgestellt 

werden, wie umfangreich und variabel die 

Umsetzung und Einbindung von FK und KM in 

eine geothermische Anlage sein kann. Und wie 

wichtig es auch zukünftig ist, diese Kombination 

und Abstimmung richtig umzusetzen, um 

effiziente und erdreichschonende Gebäude zu 

betreiben. 

Über Literaturrecherchen ist festzustellen, dass 

die bisherigen und gängigsten Regelungen für 

den Wechsel und der Kombination aus freier 

Kühlung und Kältemaschinenbetrieb auf einfachen 

Vergleichen beruhen. 

Im Rahmen der Recherche konnten folgende 

vier Haupt-Regelstrategien definiert werden: 

1. »Sollwert«-Regelung: Sobald eine definierte 

Temperatur über- bzw. unterschritten wird, 

wechselt der Betrieb von FK in den KM Betrieb 

und umgekehrt. Dabei werden Parameter 

wie: Vorlauf- oder Rücklauftemperaturen 

(Verteiler, BKT, RLT, etc.), Austritts- bzw. 

Eintrittstemperaturen aus dem / in das Erdreich, 

Raumluft- oder Außenlufttemperatur 

herangezogen. 

2. »Differenz«-Regelung: Hier erfolgt der 

Wechsel zwischen den beiden Modi in Abhängigkeit 

von einer vordefinierten Temperaturdifferenz. 

Zur Bildung der Differenzen 

werden die Parameter Vorlauf- und Rücklauftemperaturen 

am Verteiler, Ein- und 

Austrittstemperaturen Erdreich, Primär- und 

Sekundärseite oder Austritts- und ungestörter 

Erdreichtemperatur eingesetzt. 

Bereits anhand der im Forschungsprojekt untersuchten 

Gebäude wird deutlich, wie unterschiedlich 

die Umsetzung der Regelung von FK auf KM 

sein kann. Dabei ist zu erkennen, dass hier vorrangig 

auf die Sollwert-Regelung gesetzt wurde, 

jedoch in verschiedensten Varianten bezogen 

auf die Primär- oder Sekundärseite der Anlage. 

Die derzeitig festgelegten Regelstrategien und 

Umschaltparameter zwischen freier Kühlung 

(FK) und Kältemaschinenbetrieb (KM) sehen vor, 

dass 

 

 

 

 

bei Gebäude A der KM-Betrieb freigegeben 

wird, sobald die Austrittstemperatur aus 

dem Erdsondenfeld 18°C übersteigt. 

bei Gebäude B die FK endet, sobald die Vorlauftemperaturen 

zu den Verbrauchern einen 

Sollwert überschreiten. 

bei Gebäude C die KM eine Freigabe bekommt, 

wenn die Bedingung 

(T AustrittEWS 

+ 2K) > (T SollVerteilerkreis 

+ 1K) erfüllt 

ist. 

und beim Gebäude D wird die FK solange 

betrieben, bis die Vorlauftemperatur zum 

Verteiler 16°C übersteigt. 

»Doch welche der Regelstrategien ist nun die 

beste / effizienteste / sinnvollste / einfachste…?« 

Diese Frage soll nun im Forschungsprojekt anhand 

von Simulationen und Monitoringdaten beantwortet 

werden. 

Die nächsten großen Schritte im Rahmen des 

Projektes sind die Fertigstellung und Abbildung 

von zwei Gebäuden inklusive aller Gebäude- und 

Anlagenkonfigurationen als TRNSYS-Model. 

Anschließend werden verschiedenste Regelstrategien 

analysiert und am Modell getestet. Mit 

ersten Ergebnissen zur Umsetzung von effizienten 

Regelstrategien wird im Herbst bis Ende 

dieses Jahres gerechnet. 

3. »Laufzeit«-Regelung: Diese Regelung beruht 

darauf, dass z.B. ein bestimmtes Zeitprogramm 

abgefahren werden kann, nachdem 

die FK oder die KM in Betrieb geht, oder es 

kann ein festgelegtes Intervall definiert werden, 

nachdem ein Wechsel stattfinden soll. 

Zudem werden Kombinationen aus den 

vorgestellten Regelstrategien umgesetzt. 

4. Erst seit kurzem wird die Umsetzung von 

Algorithmen mit der Berücksichtigung 

einer ganzheitlichen Gebäudebetrachtung 

in Betracht gezogen und erforscht. Hierbei 

spielen die Faktoren ausgeglichenes Erdreich, 

Energie- / Primärenergieverbrauch, 

Energiekosten, Komfort, Wetterprognosen 

etc. eine Rolle. 

Literatur 

BOCKELMANN, F., KIPRY, H. und FISCH, M. N.: 

Forschungsbericht: WKSP – Wärme- und Kältespeicherung 

im Gründungsbereich energieeffizienter 

Bürogebäude (November 2010), Fkz: 

BMWi 0327364A 

BOCKELMANN, F., KIPRY, H. und FISCH, M. N.: 

Erdwärme für Bürogebäude nutzen, Bine Informationsdienst, 

Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 

2011, ISBN 978-3-8167-8325-10

30 

Service 

Mitteltiefe Geothermie – 

was ist das? 

TEXT: Prof. Dr. Dieter Michalzik 

Im Bereich gewerblicher Gebäude, bei 

Mehrfamilienhäusern, bei der innerstädtischen 

Altbausanierung, aber auch bei 

Wohngruppen wird häufig eine thermische 

Leistung in der Größenordnung von 

20-200 kW benötigt. Oberflächennahe 

Sondenfelder haben hier aufgrund des 

Platzbedarf und des Genehmigungsrechts 

Probleme. Hier setzt die »mitteltiefe 

Geothermie« an, für die der AK 

Mitteltiefe Geothermie des GeoEnergy 

Celle e. V. den Tiefenbereich von ca. 400- 

1.000 m definiert hat. 

Vorteile und Nachteile mitteltiefer Sonden 

Grundsätzlich muss bei einer größeren Bohrtiefe 

mit höheren Bohrmeterpreisen gerechnet werden. 

Diese Mehrkosten müssen kompensiert 

werden, um eine wirtschaftliche Umsetzung 

mitteltiefer Sonden zu ermöglichen. Hierbei ist 

an erster Stelle die höhere energetische Ausbeute 

aufgrund höherer Gesteinstemperaturen 

(20 – 40 °C) zu nennen. Die Entzugsleistungen 

in W/m liegen deutlich über denen oberflächennaher 

Sonden. In Abhängigkeit von der tatsächlichen 

Bohrtiefe und der Fahrweise der Wärmepumpe 

sind COP-Werte von deutlich > 5 möglich. 

Ein wichtiger Vorteil mitteltiefer Sonden besteht 

außerdem in der Grundlastfähigkeit (> 8.000 h). 

Modellrechnungen haben lediglich 10 % Leistungseinbuße 

gegenüber einem heizungstypischen 

Betrieb (bis 2.400 h) nachgewiesen. Ein 

klarer Nachteil liegt darin, dass aufgrund des höheren 

Temperaturniveaus ein Kühlbetrieb nicht 

wirtschaftlich darstellbar ist. Für einen kombinierten 

Heiz- und Kühlbetrieb ist eine Kombination 

mit oberflächennahen Sonden möglich. Im 

Vergleich zu oberflächennahen Sondenfeldern 

ist der geringe Platzbedarf ein deutlicher Vorteil. 

Aktuelle Projektbeispiele haben gezeigt, dass in 

hydrogeologisch kritischen Bereichen Sondenfelder 

nicht genehmigungsfähig sind, eine oder wenige 

mitteltiefe Bohrungen u.U. aber akzeptiert 

werden, weil hierbei anspruchsvollere Bohrtechnik 

Anwendung findet (z.B. komplette Verrohrung 

des Bohrlochs). Auch in bodenmechanisch 

sensiblen Bereichen kann es durchaus von Vorteil 

sein, den Untergrund nicht mit einem dichten 

Raster von Bohrungen zu destabilisieren. Speziell 

für den Bereich des Norddeutschen Beckens 

bieten sich mitteltiefe Sonden zur Erschließung 

des großen geothermischen Potenzials von Salzstöcken 

an. Durch überdurchschnittliche Temperaturen 

können hier höhere thermische Leistungen 

erzielt werden [2] . Im Norddeutschen Becken, 

aber auch in anderen Bereichen Deutschlands, 

ist das Auftreten von Thermalwasserhorizonten 

in Tiefenlagen bis 1.000 m nicht selten. Mitteltiefe 

Sonden bieten somit auch häufig die Gelegenheit, 

wie unlängst in Osnabrück und Nienburg 

gezeigt, potenzielle Thermalwasserhorizonte 

anzutreffen und ggf. auch thermisch zu nutzen. 

Definition Mitteltiefe Geothermie 

Der Begriff »Mitteltiefe Geothermie« soll hier für 

den Tiefenbereich von ca. 400 – 1.000 m stehen. 

Diese Begriffsklarstellung soll ausschließlich 

einer einheitlichen Kommunikation dienen. 

Die allgemein übliche Abgrenzung von oberflächennaher 

und tiefer Geothermie nach VDI- 

Richtlinie 4640 [3] soll damit nicht ausgehebelt 

werden. Auch der PK Tiefe Geothermie empfiehlt 

[4] : »Von tiefer Geothermie im eigentlichen 

Sinn sollte man jedoch erst bei Tiefen von über 

1.000 m …. sprechen«. Der PK führt ebenfalls 

aus [5] : »Die tiefe Geothermie umfasst Systeme, 

bei denen die geothermische Energie über Tiefbohrungen 

erschlossen wird und deren Energie 

direkt (d.h. ohne Niveauanhebung) genutzt werden 

kann«. Eine direkte Nutzung ohne Einschaltung 

einer Wärmepumpe ist im Tiefenbereich 

bis 1.000 m aber nur in Ausnahmefällen und 

dann nur im Niedrigtemperaturbereich möglich. 

Eine Begrenzung der mitteltiefen Geothermie bei 

400 m steht einerseits nicht im Konflikt mit der 

Definition der oberflächennahen Geothermie,


31 

andererseits trägt sie aber der Tatsache 

Rechnung, dass ab 400 m 

die Bohrmeterförderung nach dem 

Marktanreizprogramm beginnt. 

Der MAP-Fördersatz von 375 €/m 

deckt exakt den Bereich der mitteltiefen 

Geothermie ab. Auch die 

Verfügbarkeit von Bohranlagen 

spricht für eine Begrenzung des 

genannten Tiefenbereichs. Dieser 

kann von mobilen Bohranlagen mit 

max. 50 t Hakenlast erschlossen 

werden (Abb. 1). Für Bohrtiefen 

> 1.000 m steigen die Bohrmeterpreise 

hingegen deutlich an und es 

muss häufig auf überdimensionierte 

Bohranlagen zurückgegriffen 

werden. Der Umfang des notwendigen 

Genehmigungsverfahren für 

»mitteltiefe« Bohrungen wird durch 

die untertägigen und obertägigen 

Verhältnisse sowie die geplante 

Bohrtiefe und den Bohrlochausbau 

am Bohrstandort definiert. Die zuständige 

Bergbehörde entscheidet 

im Einzelfall, ob für die Bohrung ein 

Betriebsplan nach § 51 ff. BBergG 

erforderlich ist. 

Fazit 

Für einen Wärmebedarf in der Größenordnung 

von 20 – 200 kW können 

mitteltiefe Koaxialsonden als 

risikoarme Erschließungsvariante 

gewählt werden. Durch mehrere 

Sonden sind theoretisch auch größere 

Anlagen oder Netzstrukturen 

realisierbar. Im Idealfall lassen sich über offene 

mitteltiefe Dublettensysteme auch deutlich 

höhere Leistungsbereiche darstellen. Bei vergleichsweise 

moderaten Bohrkosten und unter 

Berücksichtigung einer Förderung durch das 

Marktanreizprogramm können wirtschaftliche 

geothermische Anlagen mit überschaubarem 

Planungsaufwand realisiert werden. Für eine 

Kältebereitstellung sind mitteltiefe Sonden 

nicht geeignet. Hier bietet sich eine Kombination 

mit oberflächennahen Sonden an. Ein großer 

Vorteil der mitteltiefen Geothermie liegt in 

der Grundlastfähigkeit. Sie ist daher besonders 

für Niedrigtemperatursysteme mit einer hohen 

Jahresstundenzahl eine attraktive Variante. 

[1] 

Fromme, K., Michalzik, D. & Wirth, W. 

(2010): Das geothermische Potenzial von Salzstrukturen 

in Norddeutschland. – Z. dt. Ges. Geowiss., 

161: 323-333. 

[2] 

Bartels, J., Fritz, J., Gehrke, D. & Wirth, W. 

(2010): Erhöhte Entzugsleistung von Erdwärmesonden 

durch Salzstockhochlagen. - Z. dt. 

Ges. Geowiss., 161: 401-409. 

[3] 

Verein Deutscher Ingenieure (2010): Thermische 

Nutzung des Untergrundes – Grundlagen, 

Genehmigungen, Umweltaspekte, VDI- 

Richtlinie 4640, Blatt 1, Düsseldorf. 

[4] 

PK Tiefe Geothermie (2007): Nutzung der 

geothermischen Energie aus dem tiefen Untergrund 

(Tiefe Geothermie) – Arbeitshilfe für Geologische 

Dienste. – 25 S., unveröff. 

[5] 

PK Tiefe Geothermie (2008): Nutzung der 

geothermischen Energie aus dem tiefen Untergrund 

(Tiefe Geothermie) – geowissenschaftliche 

Parameter und Untersuchungsverfahren. – 

S. 38, unveröff.

32 

Für Projekte der Tiefengeothermie sind verlässliche Planungsgrundlagen, in denen 

alle verfügbaren relevanten Untergrundinformationen zusammengefasst sind, von 

großer Bedeutung, Sie ermöglichen eine Fündigkeitsabschätzung bereits im Vorfeld 

eigenständiger Untersuchungen. Im Norden werden jetzt solche Planungsgrundlagen 

grenzüberschreitend erstellt, im Rahmen des EU INTERREG Projektes GeoPower. 

Grenzüberschreitende Erkundung 

des geothermischen Potenzials im Norden – 

das Projekt GeoPower 

TEXT: Dr. Reinhard Kirsch, Dr. Fabian Hese, Prof. Dr. Niels Balling, Prof. Dr. Lars Ole Boldreel, Prof. Dr. Wolfgang Rabbel 

Regenerative Energien haben einen hohen Stellenwert 

in der deutsch-dänischen Grenzregion. 

Windkraft, Solarenergie und Biomassenutzung 

lassen die hundertprozentige Eigenversorgung 

mit elektrischer Energie in Reichweite gelangen, 

zusätzlich stellen sie einen bedeutsamen Wirtschaftsfaktor 

dar. Auf dem Wärmemarkt der 

Region nimmt zwar die Bedeutung der oberflächennahen 

Geothermie zu, Projekte der Tiefengeothermie 

gibt es aber in Schleswig-Holstein 

bis jetzt noch nicht. In Dänemark wird neben den 

laufenden Geothermieanlagen in Kopenhagen 

und Thisted demnächst in Sønderborg das Geothermieheizwerk 

ans Wärmenetz gehen. Weitere 

Kommunen im Süden Dänemarks haben 

ein starkes Interesse an einer geothermischen 

Komponente für ihre Wärmeversorgung. 

Es liegt nahe, für die Grenzregion den gemeinsamen 

Untergrund auch gemeinsam zum Zweck 

einer geothermischen Nutzung zu erkunden. Ein 

Beitrag hierzu ist das Projekt GeoPower, das 

von der EU im Rahmen des INTERREG 4a Programms 

für Sønderjylland/Schleswig gefördert 

wird. Ziel ist es, verbesserte Planungsgrundlagen 

für eine geothermische Nutzung zu schaffen, 

in denen alle verfügbaren relevanten Untergrundinformationen 

eingearbeitet sind. 

Die Projektstruktur 

Das Projektgebiet (Abb. 1) umfasst den südlichen 

Teil der Region Syddanmark und den nördlichen 

Teil Schleswig-Holsteins. Der Projektgruppe gehören 

folgende Kolleginnen und Kollegen an: 

 

 

 

De Nationale Geologiske Undersøgelser for 

Danmark og Grønland, GEUS: 

Dr. Lars Henrik Nielsen, Prof. Dr. Lars Ole 

Boldreel (Universität Kopenhagen), Dr. Niels 

Poulsen 

Geologischer Dienst Schleswig-Holstein: 

Dipl. Geol. Claudia Thomsen, 

Dr. Fabian Hese, Dr. Reinhard Kirsch, 

Dr. Thomas Liebsch-Doerschner 

Aarhus Universitet, Institut for Geoscience: 

Prof. Dr. Niels Balling, Marie Lykke 

Rasmussen MSc, Dr. Søren Erbs Poulsen, 

Thue Bording MSc


33 

 

Christian-Albrechts Universität Kiel, Institut 

für Geowissenschaften: 

Prof. Dr. Wolfgang Rabbel, Dipl. Geophys. 

Christina Klein, Dr. Martin Thorwart. 

Von den Geologischen Diensten werden aus 

Bohrergebnissen, Bohrlochlogs und seismischen 

Profilen die Tiefenlage und Mächtigkeit sowie lithologische 

und petrophysikalische Charakteristik 

der geothermischen Nutzhorizonte ermittelt 

(in Dänemark Gassum und Buntsandstein, in 

Schleswig-Holstein Dogger, Rhät (=Gassum) und 

Buntsandstein). Von besonderem Interesse sind 

Salzdiapire und Störungen, die zu Diskontinuitäten 

(z.B. Schichtausfall / Schichtenversatz) im 

Verlauf der Formationen führen können. Die Ergebnisse 

werden u. a. in einem geologischen 3D 

Modell zusammengefasst. Die Arbeitsgruppe der 

Universität Aarhus wird aus Temperaturdaten, 

thermischen Gesteinsparametern und dem im 

Projekt erstellten geologischen Modell ein Temperaturmodell 

entwickeln. Die Arbeitsgruppe der 

Universität Kiel führt geophysikalische Messungen 

zur Schließung von Datenlücken durch. 

Was ist bis jetzt passiert? 

Wir können uns bei unserer Arbeit auf vorliegende 

Ausarbeitungen stützen. Für Schleswig-Holstein 

ist das u. a. der Geotektonische Atlas von 

Nordwestdeutschland (Baldschuhn et al. 2001), 

für Dänemark liegen Verbreitungskarten der 

geothermischen Nutzhorizonte vor (z.B. Mathiesen 

et al. 2009). Diese Daten wurden in ein erstes 

geologisches 3D Modell mit dem Programm 

Gocad (Paradigm) überführt, so konnte bereits 

eine erste grenzüberschreitende Darstellung der 

Beckenstruktur und geothermischer Nutzhorizonte, 

z.B. des mittleren Buntsandsteins, erstellt 

werden (Abb. 2). Zur weiteren Entwicklung des 

Modells werden reflexionsseismische Profile, die 

zur Kohlenwasserstoff Exploration gewonnen 

wurden, ausgewertet. Zudem werden lithologische 

und petrophysikalische Daten aufbereitet 

und interpretiert. Im Herbst 2012 wurden im 

Raum Flensburg durch die Universität Kiel gravimetrische 

Messungen an Salzstrukturen durch 

die Arbeitsgruppe Prof. Götze (Schmidt et al. 

2013) sowie reflexionsseismische Messungen 

(Abb. 3) in Zusammenarbeit mit dem Leibniz- 

Institut für Angewandte Geophysik (Hannover) 

durchgeführt (Klein et al. 2013). 

Abb. 3: Reflexionsseismische Feldarbeiten im Raum 

Flensburg, Bohrung zum Abteufen von Schusslöchern für die 

seismischen Sprengungen 

Was bleibt zu tun? 

Das Projekt läuft bis Ende 2014. Bis dahin wird 

das geologische Modell verfeinert und durch das 

Modell der Untergrundtemperaturen ergänzt 

werden. Daraus werden Planungskarten in Bezug 

auf Vorkommen, Tiefenlage, Mächtigkeit, 

Temperatur und, wenn die Datenlage es zulässt, 

hydraulische Eigenschaften der geothermischen 

Nutzhorizonte erstellt. Diese Planungsgrundlagen 

werden sowohl digital als auch in analoger 

Form öffentlich zugänglich sein. 

Literatur 

Baldschuhn, R., Frisch, U., Kockel, F. (2001): 

Geotektonischer Atlas von Nordwest-Deutschland 

und dem deutschen Nordsee-Sektor. – Geol. 

Jb., A 153, Hannover (BGR). 

Klein, C., Thorwart, M., Rabbel, W., Buness, 

H., Hese, F., Kirsch, R. (2013): Seismische 

Untersuchungen im Raum Flensburg. – Poster, 

73. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen 

Gesellschaft, Leipzig. 

Mathiesen, A., Kristensen, L., Bidstrup, T., 

Nielsen, L. H. (2009): Vurdering af det geotermiske 

potentiale i Danmark. – Danmarks og 

Grønlands Geologiske Undersøgelse Rapport 

2009/59, Kopenhagen. 

Schmidt, S., Götze, H.-J., Mahatsente, R., 

Hese, F., Kirsch, R. (2013): Gravimetrische 

Messungen im Projekt GEOPOWER. – Poster, 

73. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen 

Gesellschaft, Leipzig. 

Vejbæk, O. V., Bidstrup, T., Britze, P., Erlström, 

M., Rasmussen, E. S., Sivhed, U. (2007): Chalk 

depth structure maps, Central to Eastern North 

Sea, Denmark. – Geological Survey of Denmark 

and Greenland Bulletin 13, 9–12, Kopenhagen. 

Abb. 2: Verbreitung und Tiefenlage der Basis des mittleren 

Buntsandsteins (potenzieller geothermischer Nutzhorizont) des 

ersten geologischen Modells, zusammen dargestellt mit Salzdiapiren 

(Blau; 3fache Überhöhung). Datenbasis: Tiefbohrungen, 

Geotektonischer Atlas von NW-Deutschland (Baldschuhn et al. 

2001) und Kartensätze von lithostratigraphischen Formationen 

Dänemarks (Mathiesen et al. 2009, Vejbaek et al. 2007).

34 

Junge Geothermie 

Service 

In dieser Ausgabe stellt sich das Internationale 

Geothermie Zentrum (ICGR), angesiedelt am 

Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam 

(GFZ) vor. Für Doktoranden, Diplomanden, Bachelorund 

Masterstudenten geo- und ingenieurswissenschaftlicher 

Fachrichtungen bietet sich ein breites 

Spektrum an grundlagen- und anwendungsorientierten 

Forschungsthemen. 

Wissenschaftliche Qualifizierung am Deutschen 

GeoForschungsZentrum in Potsdam 

TEXT: Dr.-Ing. Thomas Reinsch 

Das Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches 

GeoForschungsZentrum (GFZ) ist das nationale 

Forschungszentrum für Geowissenschaften in 

Deutschland. Eingebettet in das Forschungsprogramm 

der Helmholtz-Gemeinschaft beschäftigt 

sich die Geothermieforschung am ICGR mit allen 

Phasen geothermischer Energiegewinnung. Von 

der Erkundung des Reservoirs bis zur Energiewandlung 

im Kraftwerk werden alle Stufen der 

geothermischen Prozesskette unter in situ Bedingungen 

wissenschaftlich begleitet. Der multidisziplinäre 

Forschungsansatz spiegelt sich in 

den vielfältigen Themen wissenschaftlicher Arbeiten 

wieder. Aktuell werden in Kooperation mit 

deutschen Universitäten und Hochschulen 32 

Promotionsarbeiten in den Fachbereichen Geologie, 

Geophysik, Physik, Seismologie, Maschinenbau, 

Energie- und Verfahrenstechnik sowie 

Biologie betreut. 

Moderne Labore und hochspezialisierte 

Versuchsapparaturen 

Eine wichtige Schnittstelle für die verschiedenen 

Fachgebiete ist das in-situ-Geothermielabor des 

GFZ im brandenburgischen Groß Schönebeck. 

Promotionsthemen beschäftigen sich in diesem 

Zusammenhang u.a. mit der strukturgeologischen 

und geophysikalischen Reservoirerkundung, 

der Reservoirmodellierung, der physikochemischen 

Charakterisierung geothermischer 

Fluide, der Modellierung des Fluidaufstieges entlang 

einer Bohrung unter Berücksichtigung von 

Lösungs-, Fällungs- und Entlösungsprozessen 

sowie dem Wärmeübergang zwischen geothermischem 

Fluid und obertägiger Anlage als auch 

mit der Kraftwerkstechnik. Modern ausgestattete 

Labore mit hochspezialisierten Versuchsapparaturen 

am GFZ ergänzen die In-situ-Experimente. 

So können z.B. unter Hochdruck- und 

Hochtemperaturbedingungen Experimente zu 

den Fluid-Gesteinswechselwirkungen durchgeführt 

werden. Auch biologische Prozesse in der 

tiefen Biosphäre stehen im Fokus. 

Einbindung in internationale 

Projektkooperationen 

Die Ausbildung findet in einem internationalen 

Umfeld statt. Derzeit promovieren Nachwuchswissenschaftler 

aus Äthiopien, Indonesien, 

Italien, Iran, Kroatien, Malaysia, den USA und 

Luxemburg am ICGR. Vielfach werden Themen 

im Rahmen internationaler Kooperationen und 

in Zusammenarbeit mit internationalen Erfahrungsträgern 

bearbeitet – so zum Beispiel Projekte 

in Indonesien, Island, Israel, Kanada und 

den USA. 

Nähere Informationen zum ICGR und zu den 

ICGR-Projekten finden Sie unter: 

www.gfz-potsdam.de/icgr


35 

Termine & 

Veranstaltungen 

Kalender 

24. – 26. Juni 2013 

// Mainz 

Third European Geothermal Review 

BESTEC GmbH 

+49.(0)6341.97 34 10 

www.bestec-for-nature.com 

26. – 27. Juni 2013 

// Reno (USA) 

National Geothermal Summit 

Geothermal Energy Association (GEA) 

+1.202.454-52 61 

www.geo-energy.org 

09. – 10. September 2013 

// Celle 

Celle Drilling 2013 

GeoEnergy Celle e.V. 

+49.(0)5141.20 88 18-6 

www.celle-drilling.com 

16. – 19. September 2013 

// Tübingen 

Geologiekongress 

Deutsche Mineralogische Gesellschaft & 

Geologische Vereinigung e.V. 

+49(0)7071.297 26 48 

www.dmg-gv2013.de 

24. – 27. September 2013 

// USA (Westküste) 

AHK-Geschäftsreise 

zum Thema Geothermie 

Bundesministerium für Wirtschaft und 

Technologie (BMWi), energiewaechter GmbH 

+49.(0)234.32 10 -221 

www.exportinitiative.bmwi.de 

27. – 29. September 2013 

// Erfurt 

Haus Bau Energie 

Messe Erfurt GmbH 

+49.(0)361.400 17 10 

www.haus-bau-energie.de 

12. – 14. November 2013 

// Essen 

DGK 2013 

GtV–Bundesverband Geothermie e.V. 

+49.(0)30.847 12 12 80 

www.der-geothermiekongress.de 

12. – 14. November 2013 

// Essen 

Geo-T Expo 

Messe Essen 

+49.(0)201.72 44-0 

www.geotexpo.com

36 

Service 

Interview 

Die Fünfer-Staffel 

des GtV-Bundesverbandes Geothermie 

Wer ist im GtV-Bundesverband Geothermie eigentlich so dabei? Und was 

treibt diese Leute um? Damit sich die Branche besser kennenlernt, gibt es 

die »Fünfer-Staffel«. Das sind fünf Fragen an eine Person zu ihrer Arbeit 

für die Geothermie. An wen die befragte Person den Staffelstab weitergibt, 

bestimmt sie selbst. Dieses Mal antwortet: 

Dr. rer. nat. Jens M. Kuckelkorn 

ZAE Bayern 

GtV-BV: Worüber zerbrechen Sie sich in Ihrer 

Arbeit gerade den Kopf? 

Dr. Jens M. Kuckelkorn: Die Anzahl der Geothermieprojekte 

im Süddeutschen Molassebecken, 

insbesondere in der Region um München, 

nimmt kontinuierlich zu. Ebenso die Anzahl von 

Anlagen, bei denen mit dem fortschreitenden 

Ausbau des Fernwärmenetzes die Umsetzung 

von Mittellastanlagen ansteht. Innovative technische 

Lösungen sind dabei sehr individuell auf 

das Projekt abzustimmen. Konzeptionell zeigt 

sich, dass Absorptionswärmepumpen zur Rücklaufauskühlung 

und eine Stromerzeugung zur 

Deckung des Strom-Eigenbedarfs in der Regel 

gute ökonomische Resultate liefern. 

Wie bringt Ihre Arbeit die Geothermie voran? 

In erster Linie versuchen wir Know-how und 

Innovation in die noch jungen Geothermieprojekte 

einzubringen. Dabei geht es oft um 

Energie- und Kosteneffizienz, Funktionalität, 

Machbarkeit, aber manchmal auch darum, 

überhaupt eine gut funktionierende Lösung für 

bestimmte Fragestellungen im Rahmen eines 

Gesamtkonzeptes herauszuarbeiten. Viel Projekterfahrung 

können wir aus den Bereichen 

Solarthermie, Biomasse, KWK, Wärmepumpen 

und Speichertechnologien in die Tiefengeothermie 

transferieren. In der Oberflächennahen 

Geothermie haben wir u. a. die vertikale hydraulische 

Dichtheit von Erdwärmesonden-Bohrungen 

und den Einfluss von Frost-Tau-Zyklen 

untersucht. Derzeit arbeiten wir an der Verbesserung 

der Systemdichtheit. 

Dr. Jens M. Kuckelkorn 

Gruppenleiter »Biomasse und Geothermie« am Bayerischen 

Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. in Garching, 

begleitet wissenschaftlich seit Jahren eine Reihe von Geothermieprojekten 

im Süddeutschen Molassebecken. 

Kontakt: kuckelkorn@muc.zae-bayern.de, www.zae-bayern.de 

Was hat sich in Ihrem Arbeitsgebiet in den letzten 

fünf Jahren am meisten verändert? 

Auf jeden Fall hat die Anzahl der Projekte deutlich 

zugenommen. Weiterhin gehen mit dem Fortschreiten 

der Geothermieprojekte auch die Aufgabenstellungen 

immer mehr in komplexe Details, 

die teilweise nur durch numerische Simulationen 

abgearbeitet werden können. In der oberflächennahen 

Geothermie hat die Professionalität bei 

Planung und Bau erheblich zugenommen. 

Welchen Themen wollen Sie in den nächsten 

fünf Jahren nachgehen? 

In den geothermischen Energiezentralen dürften 

uns die Themen Umsetzung von Mittellastanlagen 

und Betriebsoptimierung am meisten beschäftigen. 

Die Fernwärme-Rücklauftemperatur 

der versorgten Gebäude, eine aus ökonomischer 

Sicht besonders wertvolle Stellschraube, wird 

ebenfalls besonders im Fokus stehen, da hier 

noch viel Optimierungspotenzial bei den Kundenanlagen 

vorhanden ist. In der Oberflächennahen 

Geothermie wird ein Schwerpunkt nach wie vor 

in der Qualitätssicherung liegen. 

An wen geben Sie den Staffelstab weiter? 

An Herrn Thomas Fröhlich, Geschäftsführer der 

AFK Geothermie GmbH, dem ersten interkommunalen 

Geothermieprojekt.


Aus dem Verband 

Wir begrüßen als neue Mitglieder: 

Präsidium: 

Gerd Wolter 

Nienhagen 

Kai Zosseder 

München 

Matthias Schuck 

Hamburg 

Peter Paul Smolka 

Münster 

MD Drilling GmbH 

Grünwald 

Sirius - ES Handels GmbH 

Steinerkirchen an der Traun 

(Österreich) 

Stadt Beeskow 

Beeskow 

Top-Thermal GmbH 

Ried im Innenkreis (Österreich) 

Geologische Bundesanstalt 

Österreich 

Wien (Österreich) 

Präsident: 

Waldemar Müller-Ruhe // waldemar.mueller-ruhe@geothermie.de 

Sektion Geothermische Vereinigung: 

Prof. Dr. Horst Rüter // horst.rueter@geothermie.de 

Sektion ONG: 

Stefan Schiessl // stefan.schiessl@geothermie.de 

Sektion TG: 

Dr. Susanne Schmitt // susanne.schmitt@geothermie.de 

Schatzmeister: 

Michael Würtele // michael.wuertele@geothermie.de 

Schriftführer: 

Leonhard Thien // leonhard.thien@geothermie.de 

Der 

Geothermie 

Kongress 

Kongress 

2012 

2013 

Essen 

12.−14. 11. 

Impressum 

Geothermische Energie 

Mitteilungsblatt des GtV–Bundesverband 

Geothermie e.V. (GtV–BV) 

22. Jahrgang | Heft Nr. 76 

Herausgeber © 2013 

GtV-Bundesverband Geothermie e.V. 

Albrechtstraße 22 | 10117 Berlin 

Tel.: (030) 200 95 495 – 0 | Fax: – 9 

E-Mail: info@geothermie.de 

www.geothermie.de 

V. i. S. d. P.: Dr. André Deinhardt, Geschäftsführer 

Redaktion: Gregor Dilger & Cigdem Tolali 

presse@geothermie.de 

Anzeigen: Cigdem Tolali | GtV Service GmbH 

service@geothermie.de 

Verlag: GtV Service GmbH, 

Albrechtstraße 22 | 10117 Berlin 

E-Mail: info@gtvservice.de 

Auflage dieser Ausgabe: 1.500 Exemplare 

Gestaltung, Satz: Susann Piesnack, 

piesnack@hotmail.com & Vera Eizenhöfer 

veraeizenhoefer@gmx.de 

Druck: 

dieUmweltDruckerei GmbH 

klimaneutral 

Lohweg 1 

natureOffice.com | DE-275-875173 

30559 Hannover 

gedruckt 

www.dieumweltdruckerei.de 

Gedruckt auf 100% Recyclingpapier, 

ausgezeichnet mit der Euroblume 

Fotonachweis: Titelbild: Gelsenwasser AG, 

S 1 S. Piesnack, S 3 Dagmar Zechel/pixelio.de; 

Stadtwerke Osnabrück AG; Stadt St.Gallen, 

S. 9 GtV-BV Geothermie, S. 14 JS Deutschland, 

S. 20 VR-Bank Nürnberg, S. 23 Benedict Holbein, 

S. 31 GeoDienste GmbH, S. 33 Reinhard 

Kirsch, S. 34 T. Becker (GFZ), S. 35 DavidQ/photocase.de, 

U3 cocaline/photocase.de 

Erscheinungstermin dieser Ausgabe: 

Juni 2013 

Bezugsbedingungen: Der Bezug der 

»Geothermischen Energie« ist kostenlos für 

• Mitglieder des GtV-Bundesverbandes Geothermie 

• Fachbehörden, Bibliotheken, Fachhochschulund 

Hochschulinstitute (Nachweis erbeten) 

Abo-Preis für vier Ausgaben: EUR 100 

Das Abonnement kann jederzeit schriftlich 

gekündigt werden und läuft nach erfolgter 

Kündigung mit Auslieferung des 4. Heftes aus. 

Ansonsten verlängert sich das Abo automatisch 

um weitere vier Ausgaben. 

ISSN 0948-6615

Der Stahlrohr-Spezialist für 

Tiefen-Geothermie, Wasser, Öl und Gas 

1 Seite ganz 

Kunde: 

192 x 70 mm 

Steig- und Futterrohre, Leitungsrohre und Bohrgestänge. 

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Nº 76 - Bundesverband Geothermie

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