Wärmeversorgung: Wie Hitze aus dem Boden zum Heizen recycelt werden könnte

Die angestaute Wärme im Erduntergrund hat ein großes Potenzial für die Wärmeversorgung der Menschen. Die durch Verstädterung, Industrialisierung und Klimawandel erzeugte Hitze könnte mit flachen Geothermiesystemen erschlossen werden und über Jahrzehnte hinweg nahezu den kompletten Wärmebedarf in vielen Regionen der Welt decken. Das zeigt ein internationales Forschungsteam, an dem auch die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) beteiligt war, in einer neuen Studie in der Fachzeitschrift „Nature Communications“.

Etwa zwei Drittel des Energieverbrauchs in deutschen Haushalten gehen laut Umweltbundesamt auf die Raumheizung zurück. Der größte Teil dieser Energie wird durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt – eine teure Ressource, die zudem erheblich zum Klimawandel beiträgt.

„Bei der Suche nach kohlenstoffarmen Alternativen wurde der Wiederverwertung der Hitze, die durch Urbanisierung, Industrialisierung und Klimawandel im flachen Untergrund angesammelt wird, bisher wenig Aufmerksamkeit geschenkt“, sagt Prof. Dr. Peter Bayer vom Institut für Geowissenschaften und Geographie an der MLU. Dabei ließe sich diese relativ einfach mit sehr flachen geothermischen Systemen erschließen.

In der neuen Studie untersuchte ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Dalhousie University in Kanada, ob eine solche groß angelegte Wärmerückgewinnung machbar wäre. Die Forschenden fanden heraus, dass sich bei etwa 50 Prozent aller weltweit untersuchten Standorte bereits Wärme angesammelt hat.

Sie berechneten, dass bis zum Jahr 2099 zwischen 73 und 97 Prozent der Regionen in Nordamerika, Europa und Australien ihren jährlichen Heizbedarf mit dieser recycelten Wärme decken könnten. Gleichzeitig geht das Team davon aus, dass sich dadurch die Temperaturen im Untergrund senken würden.

„Sollten sich politische Entscheidungsträger und Interessengruppen gegen diese kohlenstoffarme Heizmethode entscheiden, wird sich die Wärme weiterhin im Boden stauen und die Qualität des Grundwassers und der Ökosysteme beeinträchtigen“, gibt die Studienleiterin Dr. Susanne Benz von der Dalhousie University abschließend zu bedenken.

Studie: Benz S., Menberg K., Bayer P. & Kurylyk B.L. Shallow subsurface heat recycling is a sustainable global space heating alternative. Nature Communications (2022). doi: 10.1038/s41467-022-31624-6