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Geothermie, alternative Energien, Energieberatung, Klimawandel

Unsere Umweltthemen
Erneuerbare Energien
Erneuerbare Energien liefern einen wertvollen Beitrag und sinnvolle Ergänzung für unsere endlichen, fossilen Energieträger auf diesem Planeten. Staatlich unterstützt über erneuerbare Energienormen und Gesetzgebung liefern Windenergie, Biomasse, Solarthermie und Photovoltaik heute schon beachtliche Energieanteile.
Ungeachtet der zeitweiligen Preisturbulenzen bei den fossilen Energieträgern mit zurzeit stark gefallenen Preisen, ist davon auszugehen, dass sich die Preisspirale irgendwann wieder nach oben dreht. Unsere konventionellen fossilen Energieträger haben darüberhinaus den Nachteil, dass sie erhebliche Umweltprobleme nach sich ziehen, so dass der scheinbar günstige Preis real teuer auf Kosten der Umwelt erkauft ist. Gleiches gilt in hohem Maße auch für die Atomenergie.

Erdwärme wäre eine gute Ergänzung, da das Potenzial sehr hoch eingeschätzt wird. Hierbei leisten unsere Ingenieure und Geologen einen wertvollen Beitrag in der Beratung von Privatpersonen, Gewerbe und Energieversorgern, der Planung und Ausführung.
 
Geothermie
 
Eine der Möglichkeiten fossile Energie zu kompensieren, bildet die Nutzung der Erdwärme oder Geothermie ein. An der Erdoberfläche treten zwei prinzipielle Formen der Wärmezufuhr auf. Die bekannteste Wärmequelle, die Sonne, spendet ihre Wärmeenergie von außen exogen der Erdoberfläche und erwärmt die oberen Bodenschichten bis maximal 10 bis 15 m Tiefe. Die zweite eher unbekannte Wärmequelle stammt von der Erde selbst, ist somit endogen, und wird als Erdwärme bezeichnet. Sichtbare Erscheinungsformen reichen von den auffälligen Vulkanen über Naturschönheiten wie die Geysire, Fumarolen, Dampf- und Thermalquellen. Die Ursache dafür sind radioaktive Prozesse im Erdmantel, die über sogenannte Konvektionszellen, ähnlich dem Kochtopfprinzip, die Wärme aus den tieferen Schichten an den Grenzbereich des Erdmantels auf die Erdkruste übertragen.

Unterschieden wird je nach Tiefe der erschlossenen Erdwärme zwischen oberflächennaher (bis 400 m Tiefe) und tiefer Geothermie (>400 m Tiefe). Da diese Energieform keinen tages-, jahrzeitlichen oder sonstigen Schwankungen unterworfen ist, bietet sie gegenüber der Wind- und Sonnenenergie den Vorteil der Grundlastfähigkeit. Die Nutzungsart hängt entscheidend von dem Anwendungsfall ab. Oberflächennahe geothermische Erschließung eignen sich zur Erwärmung und Kühlung von Gebäuden, Wohngebieten, Betriebsanlagen, Brauch- oder Badewasser. Aber auch exotische Aufgaben, wie die Erwärmung von Verkehrsflächen zur Vermeidung von Glatteis können mit Erdwärme gelöst werden. Je nach örtlichen Verhältnissen kann die oberflächennahe Erdwärme über Erdwärmekollektoren, -sonden, Grundwasserbrunnen oder aktivierte Bauteile (z. B. Bohrpfählen) gewonnen werden.
Geologisches Bohrprofil mit unterschiedlichen Schichten und der unbeeinflusste Temperaturverlauf in der Bohrung (zur Verfügung gestellt vom Ingenieurbüro Unger)
 
Die tiefe Geothermie ist auf Grund der unterschiedlichen Verteilung des Wärmeflusses im Moment auf Bereiche mit hohem Energiepotenzial beschränkt. Als Beispiel sei hier die Temperatur in 1.000 m Tiefe genannt, die in Nordhessen bei ca. 30 – 40 °C und im Raum Darmstadt–Wiesbaden bei ca. 70° C liegt. Neben der Erwärmung von größeren Objekten, Balneologischen Anwendungen ist hier vor allem die Stromerzeugung als Nutzungsform der tieferen Erdwärme zu erwähnen.
 
Für die Erschließung und Nutzung dieses Energiepotentials sind Geologen und Ingenieure unterschiedlicher Fachdisziplinen notwendig. Limitierend wirkt sich in unserem engen besiedelten Raum die Anforderungen an den Grundwasserschutz mit der Beachtung der Grundwasser- und Heilquellenschutzgebieten aus.
Bohrgerät zur Herstellung einer Erdwärmebohrung
zur Verfügung gestellt vom Unger Ingenieure/Homberg (Efze), Herr Dr. Reiner Braun
Photovoltaik, Energieberatung
bereits länger bekannt und mittlerweile weit verbreitet ist die Solarenergie. Immer mehr Privathaushalte und Unternehmen reduzieren ihren konventionellen Strom durch die Installation von Photovoltaik-Anlagen. Diese wollen jedoch fachmännisch geplant und auch installiert werden, damit sie nachhaltig funktionieren und effizient ihren Beitrag zu einer  umweltfreundlichen Energie beitragen.
Einigen unserer Mitglieder haben sich als Bauingenieure auf die Energieberatung spezialisiert, um so Bauherren und Unternehmen kompetent beraten zu können und eine fachgerechte Umsetzung der Planung und Bauausführung zu unterstützen.
Klimawandel
 
Mehrere Temperaturschwankungen in der Erdgeschichte können Wissenschaftler anhand natürlicher „Archive“ wie Baumringe, Eisbohrkerne oder Polle oder auch mittels Isotopenanalysen nachweisen. Viele spielen dabei eine Rolle (z.B. Vulkanausbrüche, Änderungen von Meeres- und Windströmungen, Veränderungen der Erdbahngeometrie, Sonnenaktivitäten).
Aber noch nie erfolgte die Erwärmung so rasant wie jetzt-erdgeschichtlich gesehen praktisch blitzartig. Der Grund für diese Erwärmung ist die Zunahme der Konzentration von sogenannten Treibhausgasen wie z.B. CO2in der Atmosphäre. Auch die Weltmeere werden dadurch erwärmt, wodurch der Vorgang noch beschleunigt wird, da wärmeres Wasser weniger CO2 binden kann.
Der Klimawandel ist eine Herausforderung für Ingenieure aller Fachrichtungen. Wasserwirtschaftlich liegen die Schwerpunkte im Hochwasserschutz und in der Stadtentwässerung, da man davon ausgeht- und das deutet sich auch schon an- dass Starkregenereignisse zunehmen: Wärmere Luft transportiert mehr Wasser (was den Treibhauseffekt ebenfalls verstärkt), beim Kondensieren des in der Atmosphäre enthaltenen Wasserdampfes werden gewaltige Energiemengen umgesetzt.
Auch hier bietet der BWK optimale Möglichkeiten zum interdisziplinären Austausch. Angeboten werden Seminare zu diesem Thema, zusammen mit dem DWA wurde der Praxisleitfaden zur Überflutungsvorsorge „Starkregen und urbane Sturzfluten“ entwickelt.

Quelle Grafik: NASA Goddard Institute for Space Studies
 
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