OptiGeoS 2024 - 2026
Die CO2-Emissionen von Gebäuden in Deutschland beliefen sich 2017 auf 208 Mio. Tonnen, wobei Raumheizung und Warmwasserversorgung rund 83% dieser Emissionen ausmachten. Die Bundesregierung hat sich ehrgeizige Ziele gesetzt: Bis 2030 sollen die CO2-Emissionen im Gebäudesektor um 66% im Vergleich zu 1990 reduziert werden, mit dem Ziel eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands bis 2050.
Oberflächennahe Geothermie spielt eine entscheidende Rolle bei der Erreichung dieser Ziele. Diese Technologie, die hauptsächlich über Wärmepumpen genutzt wird, bietet erhebliche Potenziale zur Reduzierung von CO2-Emissionen. Zu den wichtigsten Systemen gehören Erdwärmesonden (EWS), Grundwasserwärmepumpen (GWWP) und Untergrund-Wärmespeicher wie BTES und ATES.
Unser Projekt zielt darauf ab, die Planung und Umsetzung geschlossener oberflächennaher geothermischer Systeme zu optimieren. Hierfür entwickeln wir ein Open-Source-Tool, das zwei Hauptfunktionen bietet:
- Optimierung einzelner Systeme: Durch die optimale Dimensionierung und Steuerung von Bohrlöchern und Volumenströmen sowie die Kombination mit anderen Systemen wie Solarthermie kann die Effizienz maximiert und Umweltauswirkungen minimiert werden
- Gemeinsame Optimierung mehrerer Systeme: In städtischen Gebieten, wo die Dichte der Installationen zunimmt, hilft unser Tool, negative Wechselwirkungen zwischen benachbarten Systemen zu vermeiden und die Gesamteffizienz zu steigern.
Unser Tool basiert auf einem PDE-beschränkten Optimierungsverfahren, das den Untergrund detailliert berücksichtigt und in die Optimierung integriert. Dies bietet zahlreiche Vorteile gegenüber bestehenden Planungswerkzeugen und unterstützt Planungsbüros, Stadtplaner und Behörden bei der optimalen Nutzung geothermischer Ressourcen.
Mit unserem Projekt tragen wir dazu bei, die Akzeptanz und Effizienz oberflächennaher geothermischer Systeme zu erhöhen, die Investitions- und Betriebskosten zu senken und die Energiewende im Wärme- und Kältesektor voranzutreiben.
