Prof. Dr. Werner Jensch
Dr.-Ing. Volker Stockinger
Fakultät für Versorgungs- und Gebäudetechnik

Competence Center – Energieeffiziente Gebäude und Quartiere

Das Ziel dieses Projektvorhabens besteht darin, mit der Entwicklung eines neuartigen Erdeisspeichers einen Beitrag zur emissionsfreien regenerativen Wärmeversorgung in Deutschland zu leisten. Der Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf der Speicherung von Latentwärme durch die Phasenumwandlung von Wasser zu Eis im Erdboden.

Der Erdeisspeicher soll als Wärmequelle für Wärmepumpen in der Wärmeversorgung von Gebäuden und Quartieren zum Einsatz kommen. Vorteile des Erdeisspeichers sind die deutlich höhere Speicherdichte gegenüber klassischen Geothermiefeldern. Dadurch ist der Erdeisspeicher eine kosten- und platzsparende Energiespeicheralternative. Durch das niedrige Temperaturniveau kann der Speicher in der Regenerationsphase zur Kälteversorgung bzw. als Abwärmesenke genutzt werden.

Das Forschungsvorhaben dient der Erforschung der prinzipiellen Umsetzbarkeit eines Erdeisspeichers. Anhand von dynamischen Systemsimulationen und Laborexperimenten sollen mögliche Anwendungsszenarien von Erdeisspeichern und die Eignung der unterschiedlichen Bodenarten untersucht werden. Das Competence Center – Energieeffiziente Gebäude und Quartiere an der Hochschule München ist im Rahmen des Verbundprojektes mit den technologischen und wirtschaftlichen Voruntersuchungen zur Umsetzung eines Erdeisspeichers betraut.

Zur Validierung der Ergebnisse dient ein bestehendes geothermisches Testfeld im Ludmilla-Wohnpark in Landshut, das im Rahmen des Forschungsvorhabens +Eins aufgebaut wurde. Hier kann auf bereits vorhandene Messreihen zurückgegriffen werden. Mit dem Ziel unterschiedliche Kollektorvarianten und -einbauarten und deren Vereisungspotential umfangreich bemessen zu können, wird die Messtechnik im vorhandenen Messfeld erweitert.

Für die bauliche Realisierung eines Erdeisspeichers muss die wirtschaftliche Umsetzbarkeit betrachtet werden. Die Investitionskosten sollen mittelfristig in eine realisierbare Größen-ordnung gebracht werden. Die wirtschaftliche Vision geht davon aus, dass die Investment-kosten innerhalb von 10 Jahren durch den erzielbaren Wärme- bzw. Kältepreis in einem Versorgungskonzept einer Siedlung der Größenordnung von ca. 120-130 Wohneinheiten amortisierbar sind.

Bei positivem Forschungsergebnis soll der Erdeisspeicher im Rahmen einer anschließenden zweiten Projektphase in die Praxis umgesetzt werden um anhand von weiteren Messdaten seine Rolle im Energiesystem von morgen zu manifestieren.

Ziele:

• Analyse und Bewertung der energetischen Eigenschaften von Erdeisspeichern
• Ermitteln möglicher Einbindungsvarianten von Erdeisspeichern (KWK, Low-Ex-Fernwärmenetze, Regeneration durch Solar, Umwelt-, oder Abwärme)
• Validieren der Ergebnisse aus dynamischen Systemsimulationen
• Analyse und Bewertung der Leistungsfähigkeit unterschiedlicher Bodenarten und Kollektoreinbauvarianten