Das Europäische Institut für Energieforschung (EIFER) wurde 2002 von EDF (Électricité de France SA) und dem KIT mit dem Ziel gegründet, die Zusammenarbeit durch gemeinsame Projekte in der Industrie zu verbessern. Mit seiner Ausrichtung auf angewandte Forschung überbrückt EIFER seit mehr als 20 Jahren die Kluft zwischen Wissenschaft und Industrie. Im Rahmen der europäischen Energiewende bietet EIFER forschungsbasierte innovative Energielösungen für das nachhaltige Wachstum von Städten, Gemeinden und Industrien.

Die Energiewirtschaft befindet sich im Wandel, angetrieben durch die Bemühungen um die Verringerung der Treibhausgasemissionen, den Übergang zu erneuerbaren Ressourcen und die Verbesserung der Effizienz der Energieerzeugung. Um diese wichtigen Ziele zu erreichen, bedarf es flexibler und widerstandsfähiger Systeme, die unter aktiver Beteiligung der lokalen Akteure umgesetzt werden sollten. Dezentrale Multi-Energie-Systeme bieten solche Möglichkeiten.

Mit einem Anteil von etwa 50 % am Endenergieverbrauch in Europa sind Heizung und Kühlung ein Schlüsselbereich für Nachhaltigkeitsbemühungen. Ein Hauptforschungsgebiet von EIfER ist die Bewertung zuverlässiger und nachhaltiger Energiesysteme für erneuerbare Heizung und Kühlung (z.B. Bio-, Geo- und Solarthermie), thermische Speicherung (z.B. unterirdische Wärmespeicherung) und Fernwärme bzw. -kühlung.

EIFER ist in zahlreichen Forschungsprojekten vom Labor- bis zum industriellen Pilotmaßstab aktiv. Als Koordinator im Projekt DemoSpeicher ist EIfER Teil des BMBF-Projektteams zur Demonstration eines aquiferen thermischen Energiespeichers (Wärme und Kälte) in Deutschland (DemoSpeicher). Die wissenschaftliche Begleitung der Erkundung, eine Machbarkeitsstudie sowie der Bau und Betrieb einer Aquiferspeicher ATES-Demonstrationsanlage in Berlin werden Erkenntnisse liefern, die den Weg für eine breitere Nutzung von ATES im urbanen Kontext in Deutschland ebnen.

Zusammen mit allen anderen Partnern beteiligt EIfER sich im Arbeitspaket AP1 bei der Standorterkundung, der Kosten-Nutzen-Analyse und der thermisch-hydraulischen Modellierung. Die Ergebnisse gehen ebenfalls in die genehmigungsrechtliche Machbarkeit ein. Im AP2 wird EIfER auch die übertägigen Anlagenteile und die Analyse des Nutz- und Betriebsverhalten der Gebäude begleiten.

Neben der Leitung des Verbundprojekts konzentriert sich EIFER im AP3 auf das thermophysikalische Monitoring des Untergrunds sowohl vor der Realisierung (Exploration und Voruntersuchungen) als auch während des Betriebs des ATES.

Der angedachte ATES Standort wird über ein umfangreich konzipiertes Monitoringkonzept mit mind. 10 Messstellen permanent über den gesamten Projektzeitraum überwacht. Neben der permanenten Messung von Temperatur, Druck und Leitfähigkeit in den Grundwassermessstellen bzw. in den Brunnen mit 10 Datenlogger werden tiefenorientierte Temperaturmessung mittels Glasfaserkabel und DTS Messgerät gefahren. Eigenpotentialmessungen sollen die Interpretation des Temperatur-, Leitfähigkeit- und mikrobiologische Monitorings unterstützen.

Zur Orientierung der eingebrachten Messtechnik im Bohrloch bzw. Brunnen wird ein Kompassmodul eigesetzt, um die Raumlage der verwendeten Messtechniken in den Brunnen und der Grundwassermessstellen zu bestimmen. Damit soll untersucht werden, inwieweit richtungsabhängige Messgrößen erfasst werden können und somit z.B. zusätzlichen Aufschluss über Grundwasserfließrichtungen zu erhalten.

Alle Ergebnisse werden in Handlungsempfehlungen und Austauschplattformen kommuniziert. Hier ist EIfER vor allem für die Ausrichtung von Workshops zuständig, um einen breiten Diskussionsrahmen bereit zu stellen. Zusammen mit dem KIT und allen Partnern soll ein Erkenntnisaustausch auch über diese Projektseite stattfinden.

Die Abteilung Ingenieurgeologie am Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) forscht seit vielen Jahren in interdisziplinären Vorhaben zum Thema nachhaltige geothermische Nutzung des Untergrunds durch den Einsatz verschiedener oberflächennaher geothermischer Technologien. Die Forschungsschwerpunkte liegen dabei auf analytischen und numerischen Wärmetransportmodellen oberflächennaher geothermischer Systeme, der Untersuchung von thermischen Nutzungsmöglichkeiten urbaner Wärmeinseln sowie in der Betrachtung nationaler und internationaler rechtlicher Grundlagen und Rahmenbedingungen zur thermischen Nutzung des flachen Untergrunds.

Innerhalb des Projektes ist das KIT vorrangig in den AP 1 und AP4 vertreten. In AP1 wird ein hydraulisch-thermisch gekoppeltes Modell erstellt. Zudem wird in AP4 über Publikationen, sowie die Weitergabe der Ergebnisse und Erkenntnisse in der Lehre der Wissenstransfer vorangetrieben.

Die tewag GmbH ist ein Planungsbüro im Bereich der Oberflächennahen Geothermie mit über 20 Jahren Projekterfahrung und bietet geowissenschaftliche Dienstleistungen vor allem im Bereich geothermischer Energiegewinnung, Planung, Modellierung und Auslegung sowie die Projektbetreuung an. Darüber hinaus ist die tewag Mitglied in einschlägigen Richtlinienausschüssen, unter anderem der VDI 4640 „thermische Nutzung des Untergrundes“ und wirkt somit maßgeblich an der Formulierung von Qualitätsstandards in der Oberflächennahen Geothermie mit.

Die tewag ist im Projekt Demospeicher vorrangig in AP1 „Machbarkeit und Planung“ tätig und prüft die geologische, hydrogeologische und genehmigungsrechtliche Machbarkeit eines Aquiferspeichers am Projektstandort.

eZeit Ingenieure ist ein Planungsbüro für Architektur, Gebäude- und Energietechnik mit Sitz in Berlin.

Der Fokus des Planungsbüros liegt auf einem energieoptimierten und nachhaltigem Bauen unter der Bedeutung von ganzheitlichem Denken, Planen, Finanzieren und Umsetzen. Vom städtebaulichen Großprojekt bis zum Wärmebrückendetail umfasst das Leistungsspektrum alle Bereiche des Wohn- und Gewerbebaus, vom EFH über große Wohnanlagen bis hin zu Quartieren. Sowohl im Neubau als auch in der Sanierung werden maßgeschneiderte Konzepte für wirtschaftlich energieoptimierte Bauprojekte konzipiert.

Für eZeit liegt der Schwerpunkt des Projekts auf der Integration des Aquiferspeichers in die bestehenden thermischen Energiesysteme der zu versorgenden Gebäudekomplexe. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der hydraulische Anbindung und Netzstruktur, der Regelungstechnik, der effizienten Energieverteilung sowie dem Grundwasserwärmemanagement am Standort. Zudem soll insbesondere an einem Gebäude-Anlagenmodell gearbeitet werden, um die durch eigens installierte Messtechnik erhobenen Daten mit dem Modell vergleichen zu können (digitaler Zwilling).

Die erste Phase des Projektes ist eine standortspezifische Vorerkundung des Grundwasser-Mikrobioms und der Umweltbedingungen im direkten lokalen Umfeld des geplanten Aquifer Wärme- und Kältespeichers (ATES –Aquifer Thermal Energy Storage) (Arbeitspaket 1). In der folgenden Dauer-Monitoring-Phase befassen sich unsere Aufgaben mit der Untersuchung des Einflusses von Temperaturänderungen in Kombination mit anderen Stressoren auf das bakterielle Mikrobiom des ATES-beeinflussten Grundwasser-Ökosystems (Arbeitspaket 2). Durch die Veränderungen des Mikrobioms lassen sich Rückschlüsse auf mögliche Auswirkungen des ATES-Betriebs auf die Grundwasserqualität ziehen. Hierdurch sollen dann spezifische Bioindikatoren und ein Indikator-Assay entwickelt werden, welches als Instrument für die routinemäßige Grundwasserüberwachung während eines ATES-Betriebs eingesetzt werden kann (Arbeitspaket 3).