Konferenzpapier DGK 2025 bestätigt das Potential der oberflächennahesten Geothermie
Unsere Kollegin Selina Schmitt präsentierte in dem Konferenzpapier des Geothermiekongresses 2025 ihre Forschung. Unter dem gleichnamigen Titel „Simulative Untersuchung äußerer Einflussgrößen auf oberflächennaheste Geothermiesysteme mit Vergleich zur VDI 4640-2“ hatte sie die Ergebnisse bereits auf dem Kongress vorgestellt. Im Mittelpunkt der Untersuchung stand die Frage, welche äußeren Faktoren die Leistungsfähigkeit oberflächennahester Geothermiesysteme tatsächlich bestimmen.
Um dieser Frage nachzugehen, wurden umfangreiche Simulationen mit dem hygrothermischen Simulationsprogramm DELPHIN durchgeführt und durch eine Parameterstudie ergänzt. Ziel war es, die wichtigsten Einflussgrößen systematisch zu identifizieren und ihre Wirkung auf das Erdreich und die Entzugsleistung von Erdwärmekollektoren zu bewerten.
Die Ergebnisse zeigen deutlich, wie stark diese Systeme von klimatischen und bodenbedingten Rahmenbedingungen geprägt werden. Der Betrieb wird von Faktoren wie Bodenart und -zusammensetzung, Erdreichtemperatur, Eisbildung, Niederschlag, Verdunstung sowie von dem Entzugsprofil maßgeblich beeinflusst. Besonders die Bodenfeuchte, die Trockenrohdichte und die Wärme-strahlung erwiesen sich als zentrale Parameter, da sie die Wärmeleitfähigkeit des Bodens, die Temperaturverteilung und das Eisverhalten im Erdreich wesentlich bestimmen. Auch Grundwasser spielt eine wichtige Rolle: Während es in den oberen Bodenschichten deutliche Auswirkungen auf die Wärmeleitfähigkeit zeigt, sind Bereiche unterhalb von etwa fünf Metern Tiefe für die oberen zwei Meter des Erdreichs kaum noch relevant. Andere Einflüsse wie Wind-geschwindigkeit oder Niederschlag wirken zwar weniger stark, sollten jedoch aufgrund standortspezifischer Unterschiede weiterhin berücksichtigt werden.
Insgesamt zeigen die Simulationen, dass Klima und Boden die Leistungsfähigkeit von Erdwärmekollektoren maßgeblich bestimmen und sich diese Effekte deutlich auf den spezifischen Energieentzug auswirken. Gleichzeitig wurden teilweise signifikante Abweichungen zu den bisher in der VDI 4640-2 verwendeten Werten festgestellt. Aus diesen Erkenntnissen lassen sich wichtige Impulse für eine Weiterentwicklung der Richtlinie ableiten. Dazu gehört der Einsatz moderner Simulationsprogramme, Auslegungs-tabellen zu aktualisieren sowie verschiedene Boden-zusammensetzungen und Rohrabstände stärker zu berücksichtigen.
Auf diese Weise könnte das tatsächliche Potential der oberflächennahesten Geothermie künftig realistischer bewertet werden – eine Leistungsfähigkeit, das bisher häufig unterschätzt und deshalb schon in frühen Projektphasen verworfen wird.
