bbr 2/2015

Fachbeiträge der Ausgabe:

Schenker Deutschland AG - Logistikexperten vertrauen auf Erdwärme

Beim Neubau der Geschäftsstellen mit Logistikhallen und Bürogebäuden wurden seit 2010 deutschlandweit an fünf Standorten der Schenker Deutschland AG Erdwärmeanlagen errichtet. Für eine kostengünstige und nachhaltige Energienutzung werden Großanlagen mit Wärmepumpen in Kombination mit Erdwärmesondenfeldern von bis zu 5.000 Bohrmetern zum Heizen und Kühlen genutzt. Diese Art der Energiegewinnung in Kombination mit innovativer Gebäudetechnik ermöglicht Kosten- und Kohlenstoffdioxideinsparungen und bildet einen wichtigen Baustein zur Erreichung von wirtschaftlichen Zielen in Verbindung mit dem Klimaschutz.

Autoren: Dr. Verena Herrmann (GMP – Geotechnik GmbH & Co. KG), Henning Wolkenhauer (Planungsbüro für Versorgungstechnik K. Bernhard & H. Wolkenhauer)

 

Start der größten Grundwasser-Geothermieanlage Norddeutschlands in Braak

Die Erdkruste ist ein riesiger natürlicher Speicher von Sonnenenergie – ein Speicher von gigantischem Ausmaß. Oberflächennahe Geothermie bietet sich daher auch großen gewerblichen Energieverbrauchern als günstige und nachhaltige Quelle von Wärme und Kälte an. In einem Büro- und Logistik-Gebäude in Braak bei Hamburg ist gerade die größte Geothermieanlage im norddeutschen Raum in Betrieb gesetzt worden, die die Erdwärme direkt dem Grundwasser entzieht (Abb. 1). Sieben innovative Brunnenanlagen zirkulieren Grundwasser, eine Wärmepumpen-Kaskade gewinnt daraus 380 kW Heizleistung. Zusätzlich wird das Grundwasser zur Passivkühlung der Büros genutzt.

Autor: Dr. Nikolaus Meyer (GEO-EN Energy Technologies GmbH)
 

Hydraulische Integrität des Systems Erdwärmesonde

Die hydraulische Integrität von Erdwärmesonden (EWS) ist seit Jahren Gegenstand von Forschung und Diskussionen. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Lastfall zyklischer Frost-Tau-Beanspruchung und dessen Auswirkung auf die vertikale Systemdurchlässigkeit von EWS. Für die messtechnische Bewertung der hydraulischen Integrität stehen derzeit zwei Verfahren zur Verfügung, ein Technikum- und ein Laborversuchsstand. In dem Beitrag werden die Messprinzipien der beiden Verfahren erläutert, die bisherigen wissenschaftlichen Erkenntnisse zur Systemdurchlässigkeit von EWS vergleichend gegenübergestellt und die Konsequenzen für die Einsatzmöglichkeiten der Anlagen aufgezeigt.

Autoren: Dr. Hauke Anbergen, Dr. Jens Frank (beide Frank GeoConsult GmbH), Manfred Reuß, Dr. Jens M. Kuckelkorn (beide Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e. V.), Prof. Dr. Lutz Müller (Hochschule Ostwestfalen – Lippe), Prof. Dr. Ingo Sass (Technische Universität Darmstadt)
 

Globale Markt- und Technologieentwicklungen in der Geothermie

Geothermieressourcen werden in etwa 78 Ländern genutzt, sowohl direkt als Wärmelieferant für landwirtschaftliche und industrielle Prozesse, balneologische Anwendungen, Wärme- und Kälteversorgung als auch zur Stromerzeugung. Regionen mit erhöhten Wachstumstrends liegen in Zentral- und Südamerika, vor allem in Ländern der Andenkordillere, in Ländern entlang des ostafrikanischen Rifts und in den bekannten asiatischen Geothermieländern wie Indonesien, Philippinen und Japan. Der folgende Beitrag liefert einen Überblick über regionale Marktentwicklungen, die Kombination mit anderen Erneuerbaren-Energien-Technologien und die Aktivitäten der International Geothermal Association (IGA) zur Förderung der Geothermie weltweit.

Autorin: Marietta Sander (International Geothermal Association (IGA))
 

Kavitationsfreie Druckhaltung für hydrothermale Tiefengeothermie – Entwicklung eines neuartigen Druckhalteventils

Thermalwasser stellt höchste Anforderungen an Material und Funktion der technischen Komponenten, die mit ihm in Kontakt kommen. Ausfällungen und Ausgasungen von im Thermalwasser gelösten Substanzen wie Salze und Gase sollten in geothermischen Kraft- und Heizwerken möglichst vermieden werden. Die gec-co GmbH hat dafür zusammen mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ein neuartiges, kavitationsfreies Druckhalteventil für den Praxiseinsatz entwickelt. Als zusätzliche Einsatzgebiete sind hydraulische und industrielle Anwendungen sowie der Lebensmittelbereich denkbar.

Autoren: Andreas Rauch, Peter Iberl (beide gec-co Global Engineering & Consulting – Company GmbH)
 

Technische Besonderheiten beim Einziehen von Leitungen in Dükerrohre

Für die Herstellung von Dükern, die einzelne Leitungen oder Leitungsbündel, auch verschiedener Medien, beinhalten sollen, werden heutzutage vermehrt Mantelrohre, durch verschiedenste Tunnelbauverfahren wie z. B. Durchpressungen oder Schildvortriebe, unter Gewässern eingebaut. Durch die Tunnelbauverfahren kann jedoch zunächst nur das Mantelrohr hergestellt werden. Eine Verwendung des eigentlichen Medienrohrs als Vortriebsrohr schließt sich meistens aus, insbesondere wenn im Endzustand Medienbündel verlegt sein sollen. Das Mantelrohr ist in der Regel aus Stahl oder aus Beton (Vortriebsrohre oder Tübbinge). In diese Mantelrohre sind dann die eigentlichen Medienleitungen und -rohre einzubauen bzw. einzuziehen. Hierbei sind vielerlei technische Aspekte zu beachten und zu berechnen, die hier erläutert werden sollen.

Autor: Thomas Groß (Hülskens Wasserbau GmbH & Co. KG)

 

Zielnetzplanung für ein regional übergreifendes Gasversorgungsnetz

Das norddeutsche Versorgungsunternehmen EWE plant die Durchführung einer flächendeckenden Zielnetzplanung, um sein Gasverteilleitungsnetz so zu gestalten, dass eine technisch-wirtschaftlich optimierte, umweltfreundliche und zuverlässige Gasversorgung nachhaltig sichergestellt wird. Zur Erreichung des besten Ergebnisses werden alle Netzelemente (Rohrleitungen und Anlagen) und Druckstufen (Hochdruck und Mitteldruck) in die Berechnungen einbezogen. Die Zielnetzplanung umfasst alle Leitungsnetze in Ems-Weser-Elbe, Brandenburg und Rügen. Alle Projektergebnisse münden in einen Maßnahmenplan, der zum einen die Änderungen der Netztopologie in Plänen durch unterschiedliche Einfärbungen dokumentiert. Zusätzlich werden Netzoptimierungspotenziale in einem Zielnetzlayer des GISSystems dargestellt und für eine regelmäßige Aktualisierung ausgelegt.

Autoren: Uwe Langer (EWE NETZ GmbH), Marcus Krücken, Yvonne Hilker (beide iro GmbH Oldenburg)
 

Simulation von Oberflächenstrukturen zur Minimierung der Ablagerungsbildung in Trinkwasserleitungen

Ablagerungen in Trinkwasserleitungen erhöhen nicht nur für Versorgungsunternehmen die Kosten der Netzpflege, sondern bilden auch ein nicht zu unterschätzendes Gesundheitsrisiko für den Endverbraucher. Durch Oberflächenstrukturen für Rohrinnenwandungen lassen sich solche Ablagerungen minimieren, wie ein vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördertes Projekt zeigt. Der nachfolgende Beitrag stellt das zugrunde liegende Untersuchungsmodell des Projektes vor und fasst dessen wesentliche Ergebnisse zusammen.

Autoren: Dr.-Ing. Rolf Lohse, Dr.-Ing. Justus Lipowsky, Hartmut Solas (Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH)
 

Einflüsse auf die Funktion und Bemessung von Schluckbrunnen

Schluckbrunnen sind bei der künstlichen Grundwasseranreicherung von zentraler Bedeutung. Umso wichtiger ist es, bereits bei der Planung auf eine den Erfordernissen entsprechende Dimensionierung zu achten und auch die geologischen Bedingungen vor Ort in die Berechnung mit einzubeziehen. In der Praxis werden wichtige Faktoren wie z. B. die hydrogeologischen und hydrochemischen Ausgangsbedingungen, jedoch oftmals kaum berücksichtigt; betriebstechnische Probleme und Störungen sind die Folge. Der vorliegende Beitrag untersucht verschiedene Einflussfaktoren auf das Potenzial von Schluckbrunnen und gibt praktische Tipps zu deren Bemessung.

Autor: Prof. Dr. habil. Christoph Treskatis (Bieske und Partner Beratende Ingenieure GmbH)