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Wärmeträgerflüssigkeiten in der Geothermie

Wie wirken sich in der Geothermie eingesetzte Wärmeträgerfluide auf das Grundwasser aus?

Geothermie – die Nutzung der im Erdreich vorhandenen Wärme - wird immer beliebter. 17.000 Erdwärmesonden liefern momentan allein in Baden-Württemberg Heizenergie, wobei der Oberrheingraben für diese alternative Energieform besonders geeignet ist. Um die Wärme aus dem Untergrund zu transportieren, verwenden geothermische Anlagen Wärmeträgerflüssigkeiten, sogenannte Fluide. Wie genau diese Fluide zusammengesetzt sind, ob sie umweltverträglich sind oder möglicherweise das Grundwasser gefährden, ist jedoch noch weitgehend ungeklärt.

Dieser Fragestellung ging deshalb ein Projektteam aus badenova-Fachleuten und Experten des Technologiezentrums Wasser (TZW) Karlsruhe nach. Bekannt ist die Hauptsubstanz der Fluide: Es handelt sich in der Regel um Ethylen- oder Propylenglykol, zwei Alkoholen, die biologisch abbaubar und wenig toxisch sind. Die genaue Zusammensetzung der Trägerflüssigkeiten, also welche Zusatz, Duft- oder Farbstoffe enthalten sind, ist aber Betriebsgeheimnis der Hersteller. Die Wissenschaftler des TZW analysierten daher in einem ersten Schritt, welche Substanzen in einer Reihe handelsüblicher Fluide überhaupt enthalten sind. Anschließend untersuchten sie, wie gut die Trägerflüssigkeiten abbaubar sind, und ob die einzelnen Bestandteile oder deren Abbauprodukte im Grundwasser giftig wirken. In diesem Fall konnten die Forscher alternative Substanzen vorschlagen

Die Ergebnisse floßen in ein Positionspapier „Erdwärmenutzung in Trinkwassereinzugsgebieten“ ein und trugen dazu bei, geothermische Verfahren zu optimieren und das Grundwasser zu schützen.

Projektdaten

Projektnummer 2010-03
Projektart Forschung und Studien
Projektträger badenova
Laufzeit März 2010 bis Feburar 2011
Zuschuss 48.600

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Standortbezogene Minimierungsstrategie für den Metaboliten-Eintrag ins Grundwasser
Freiburg

Minimierung von Pflanzenschutzmittelabbauprodukten im Grundwasser

Nicht nur Pflanzenschutzmittel, sondern auch deren Abbauprodukte, sogenannte Metabolite, sind potentielle Schadstoffe, die ins Grund- und Trinkwasser gelangen können. Verbesserte Analysemethoden machten es in den letzten Jahren möglich, eine steigende Anzahl an Metaboliten im Boden und Grundwasser nachzuweisen. Über die Entstehung, das Verhalten und die Auswirkungen dieser Metaboliten ist jedoch recht wenig bekannt. Langfristige, vergleichende und flächendeckende Untersuchungen liegen noch kaum vor, genauso wenig wie standardisierte Verfahren, um Bodenproben quantitativ auf eine große Anzahl an Metaboliten zu untersuchen. Das Projekt von badenova und dem DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) in Karlsruhe setzte hier an und untersuchte beispielhaft zwei Grundwassergebiete in Südbaden. Mit den Ergebnissen entstanden verallgemeinernde Modelle und Handlungsempfehlungen. Ziel war es, nicht nur das Vorkommen, sondern den gesamten Entstehungs- und Versickerungsprozess hinsichtlich Ausgangsstoffen, Bodenbeschaffenheit, Eintragswegen und Umweltfaktoren zu erfassen. Hierfür entwickelten die Projektpartner die vorhandene Boden- und Wasseranalytik im Labor sowie in den beiden Untersuchungsgebieten – den Wassereinzugsgebieten Hausen und Ebnet – weiter. Diese beiden Gebiete weisen eine sehr unterschiedliche Belastung an Metaboliten auf, was, wie sich im Projektverlauf herausstellte, mit der unterschiedlichen landwirtschaftlichen Nutzung und damit verbundenen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, dem unterschiedlichen Humusgehalt der Böden sowie dem Grundwasserneubildungverhalten erklärbar ist. Diese Ergebnisse und Einflussfaktoren sind auf andere Wassereinzugsgebiete übertragbar und machen es möglich, das Vorkommen von Metaboliten räumlich und zeitlich vorherzusagen und mögliche Problemgebiete zu identifizieren. Außerdem erstellten die Projektpartner einen Maßnahmenkatalog für Wasserversorger und Landwirtschaft, um den Eintrag von Metaboliten ins Grundwasser in Zukunft zu minimieren. Hierzu gehören ein verbessertes Monitoring, eine optimierte Zusammenarbeit zwischen Behörden, Landwirtschaft und Wasserversorgern und nicht zuletzt eine breitere Betrachtung von Metaboliten bei der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln. Drei wesentliche Erkenntnisse: •Die Flächennutzungen und der damit verbundene Pflanzenschutzmitteleinsatz bestimmen den Eintrag von Metaboliten ins Grundwasser. •Weitere wichtige Einflussfaktoren auf das Versickerungsverhalten sind der Humusgehalt der Böden und die Grundwasserneubildungsrate. Niedrige Humusgehalte und eine geringe Grundwasserneubildungsrate begünstigen eine höhere Belastung des Grundwassers mit PSM-Metaboliten. •Die Gehalte an PSM-Metaboliten an den Modellstandorten bilden die Nutzungen dort sehr gut ab und lassen die Verlagerung in tiefere Horizonte erkennen.

Innovatives Mobilitätskonzept der Stadt Achern
Achern

Innovatives Mobilitätskonzept für Achern

Mit ihren 25.000 Einwohnern ist die Kreisstadt Achern ein wichtiges Einkaufszentrum für die umliegenden Schwarzwaldgemeinden und bis ins nahliegende Elsass. Acherns einzelne Ortsteile und die ländliche Umgebung jedoch sind nur schlecht an den öffentlichen Nahverkehr angebunden. Manche Ortsteile und anliegende Gemeinden fahren die Busse an Ferientagen gar nicht oder nur vereinzelt an. Das macht es für Menschen ohne eigenen PKW schwer, für Einkäufe oder Arzttermine ins Stadtzentrum zu kommen und erhöht die Anzahl individueller Fahrten von Autobesitzern. Deshalb erstellte die Stadt ein Mobilitätskonzept, das den Istzustand aufnimmt und anschließend ein abgestimmtes Maßnahmenpaket vorschlägt. Dazu analysierten die Planer die aktuellen Nahverkehrsangebote, die Verkehrsströme und die Nachfrage nach verbesserten und ausgeweiteten Buslinien. Wichtig warb den Acherner Planern die optimierte Verknüpfung von Individual- und öffentlichem Nahverkehr, beispielsweise durch Ruftaxis, Ladestellen für Elektroautos und E-Bikes an den Haltestellen oder flexibel buchbare Fahrzeuge. Möglich war für bestimmte Linien auch ein ehrenamtlicher Bürgerbus, wie er beispielsweise durch ein Innovationsfondsprojekt in Breisach bereits verwirklicht ist. Das Mobilitätskonzept hilft, den individuellen Autoverkehr zu vermindern und erhöht die Attraktivität der ländlichen Vororte und Bezirke. Während für größere Städte schon Mobilitätskonzepte vorliegen, ist Achern bundesweit die erste kleinere Mittelstadt, die ihren Verkehr bewusst nach nachhaltigen und bürgerfreundlichen Kriterien neu organisiert. Im Anschluss an das Projekt können so auch andere Mittelstädte von den Acherner Erfahrungen profitieren. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Mit dem RufAuto Achern konnte ein System umgesetzt werden, das der Bevölkerung in den Ortsteilen ein lückenloses, stündliches ÖPNV-Angebot schafft. Einkäufe, Erledigungen, Arztbesuche und Freizeitwege können so flexibel den ganzen Tag über durchgeführt werden. Das gilt auch für Freizeitwege von Jugendlichen, die mit ihren TGO-Zeitkarten das RufAuto verbilligt nutzen und damit Taxi Mama entlasten können. Die Kosten des Systems liegen deutlich unter denjenigen eines starren Stadtbussystems. Auch die Umweltbelastungen liegen bei der erwarteten Nachfrage deutlich niedriger als bei einem Linienbus, der erst ab einer Nachfrage von etwa sieben Fahrgästen pro Fahrt seine ökologischen Vorteile ausspielen kann. Das RufAuto-System ist sogar dazu geeignet, den vorhandenen Bussen zusätzliche Nachfrage zuzuführen, da in Kombination der Systeme neue Wegeketten für die Fahrgäste möglich sind. Die Erfahrungen der ersten Betriebsmonate bestätigen den Bedarf für ein solches System, das zwischen Dezember und März ca. 330 Personen genutzt wurde. Die Nachfrage konzentriert sich dabei weder auf die bestimmten Linien, noch auf bestimmte Tageszeiten oder bestimmte Wochentage. Die Nachfrage ist zwar nicht konstant, ist aber nahezu immer und überall vorhanden.

Praktische klinische Untersuchungen eines Trockenreinigungssystems
Freiburg

Trockenreinigung für Krankenhausböden

Die Böden mit mehrmaligem, nassem Wischen zu reinigen ist Standard in Krankenhäusern. Allerdings ist diese Methode relativ aufwändig und birgt die Gefahr, dass die Wischbeläge auch nach dem Waschen nicht völlig keimfrei sind. In der Universitätsklinik Freiburg testete das Institut für Umweltmedizin und Krankenhaushygiene in einer Praxisstudie ein Trockenreinigungssystem. Unter realen Bedingungen und auf fünf unterschiedlichen Bodenbelägen verglichen die Experten beide Methoden um herauszufinden, welche hygienischer, effizienter und kostengünstiger ist. Dafür untersuchten sie, wie stark die Böden nach dem Wischen mit Keimen belastet waren. Außerdem befragten sie das Reinigungspersonal, das im Laufe des Projekts keines der Systeme eindeutig bevorzugte. Wegen seines Mikrofaserbezugs kommt der Trockenwischer ohne Wasser und Reinigungsmittel aus, nahm allerdings Haare und Flusen schlechter auf. Der Mikrofaserbezug ließ sich außerdem schlechter reinigen als die herkömmlichen Wischbeläge. Weil das Reinigen der Bezüge den Großteil des benötigten Wassers verbraucht, benötigt das Trockensystem nicht wesentlich weniger Wasser. Auch bei der Hygiene gibt es keinen entscheidenden Vorsprung: Zwar maßen die Experten beim Mikrofaserbezug deutlich niedrigere Keimzahlen, jedoch waren die Zahlen bei beiden Verfahren unbedenklich. Insgesamt, so das Ergebnis, bietet das Trockensystem aber keinen wesentlichen Vorteil. Die Zeit und das Reinigungsmittel, die es einspart, relativieren sich wieder durch die teureren Mikrofaserbezüge.