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Geothermisches Potenzial - spezifische Wärmeleitfähigkeit und spezifische Entzugsleistung 2017

Kartenbeschreibung

In den Karten werden die spezifische Wärmeleitfähigkeit sowie die spezifische Entzugsleistung für das Land Berlin dargestellt. Die berechneten spezifischen Entzugsleistungen sind für ein durchschnittliches Einfamilienhaus ausgelegt, wobei zwischen reinem Heizbetrieb (1.800 Jahresbetriebsstunden) (Karten 2.18.5 – 2.18.8) und Heizbetrieb mit Warmwasseraufbereitung (2.400 Jahresbetriebsstunden) (Karten 2.18.9 – 2.18.12) unterschieden wird, und gelten nur für die im Kapitel Methoden angegebenen Randbedingungen. Die Karten liegen jeweils für vier festgelegte mögliche Tiefenbereiche vor: 0-40 m, 0-60 m, 0-80 m und 0-100 m.

Anhand der aufgeführten Karten ist eine Abschätzung über die Eignung eines Standortes für die Nutzung von geothermischer Energie möglich. Im einfachen Falle eines Einfamilienhauses sind Entzugsleistungen direkt bestimmbar, für andere Objekte kann diese anhand der spezifischen Wärmeleitfähigkeit berechnet werden (Karten 2.18.1 – 2.18.4).

Die diesjährige Aktualisierung der geothermischen Karten wurde wie 2015 auch anhand von Zuordnungsregeln aus den Petrographie- und Geneseinformationen der Bohrungsdatenbank programmtechnisch umgesetzt. Dadurch ergeben sich im Einzelfall Differenzen zur Kartenausgabe von 2010, 2012 und 2015.

Die prozentuale Verteilung der einzelnen Klassen der spezifischen Wärmeleitfähigkeit auf der Landesfläche von Berlin zeigt, dass über 40 % der Fläche in allen Tiefen der Klasse >2,4 – 2,6 W/mK zugeordnet werden (Tab. 3).

Tab. 3: Prozentuale Verteilung der einzelnen Klassen der spezifischen Wärmeleitfähigkeit
Tab. 3: Prozentuale Verteilung der einzelnen Klassen der spezifischen Wärmeleitfähigkeit
Bild: Umweltatlas Berlin

Bei der spezifischen Entzugsleistung für Anlagen mit reinem Heizbetrieb ohne Warmwasseraufbereitung (1.800 h/a) haben über 50 % der Flächen in allen Tiefen einen relativ hohen Wert mit >40 – 45 W/m (Tab. 4).

Tab. 4: Prozentuale Verteilung der einzelnen Klassen der spezifischen Entzugsleistung für 1.800 Betriebsstunden
Tab. 4: Prozentuale Verteilung der einzelnen Klassen der spezifischen Entzugsleistung für 1.800 Betriebsstunden
Bild: Umweltatlas Berlin

Für Anlagen mit Heizbetrieb und Warmwasseraufbereitung (2.400 h/a) haben über 50 % der Flächen in allen Tiefen nur noch einen Wert von >30 – 35 W/m (Tab. 4). >35 – 40 W/m nehmen nur noch 20 bis 30 % der Flächen ein. Eine spezifische Entzugsleistung größer als 40 W/m kommt überhaupt nicht mehr vor (Tab. 5).

Tab. 5: Prozentuale Verteilung der einzelnen Klassen der spezifischen Entzugsleistung für 2.400 Betriebsstunden
Tab. 5: Prozentuale Verteilung der einzelnen Klassen der spezifischen Entzugsleistung für 2.400 Betriebsstunden
Bild: Umweltatlas Berlin

Darstellung einzelner Bohrungen

Neben der flächenhaften Darstellung der spezifischen Wärmeleitfähigkeit bzw. der spezifischen Entzugsleistung können durch Anklicken auf den jeweiligen Bohrpunkt schematische, bohrungsbezogene Grafiken abgerufen werden. Hier wird für eine konkrete Bohrung ein stark vereinfachtes und zusammengefasstes geologisches Profil mit Grundwasserstand dargestellt. Des Weiteren erhält man je nach der Karte, aus der man den Aufruf startet, Angaben zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit sowie zur spezifischen Entzugsleistung für 1.800 Betriebsstunden (Heizung ohne Warmwasseraufbereitung) oder für 2.400 Betriebsstunden (Heizung mit Warmwasseraufbereitung) (Abb. 4).

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Abb. 4: Schematische Darstellung einer Bohrung mit Angabe der spezifischen Wärmeleitfähigkeit bzw. spezifischen Entzugsleistung
Bild: Umweltatlas Berlin

Restriktionsflächen

Im Land Berlin ist die Erdwärmenutzung in den ausgewiesenen Wasserschutzgebieten grundsätzlich verboten, da die Versorgung der Bevölkerung mit Trinkwasser gegenüber einer thermischen Nutzung des Untergrundes Vorrang hat. Diese Flächen sind auf den Karten mit einer schwarzen Kreuzschraffur versehen.

In Bereichen mit erhöhten Salzkonzentrationen im Grundwasser oberhalb der Holstein-Schichten (Grundwasserleiter 2) ist die Erdwärmenutzung eingeschränkt erlaubt, um eine weitere Verschlechterung der Situation im Hauptgrundwasserleiter auszuschließen. Diese Flächen sind auf den Karten mit einer blauen Kreuzschraffur versehen. Des Weiteren ist die Erdwärmenutzung im Land Berlin in Bereichen mit erhöhten Salzkonzentrationen im Grundwasser unterhalb der Holstein-Schichten (Grundwasserleiter 3 und 4), mit artesisch gespanntem Grundwasser oder mit Hochlagen des Rupeltons aus Gründen des Grundwasserschutzes nur eingeschränkt möglich. Diese Flächen sind einfach schraffiert. Nähere Auskünfte dazu werden von der zuständigen Behörde erteilt.

Die Karten zum geothermischen Potenzial stellen eine Orientierungshilfe dar; sie dürfen nicht als konkrete Planungsgrundlage verwendet werden, denn jede Abweichung von den Randbedingungen wie z. B. Konstellation der Sonden, Betriebsstundenanzahl (s. o.) etc. können zu abweichenden Entzugsleistungen führen.

Dieses Projekt wurde im Rahmen des Umweltentlastungsprogramms II aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und dem Land Berlin (Projektnr.11203 UEPII / 3) gefördert.

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Bild: Europäische Union