Более 30 процентов внутренней энергии, потребляемой в настоящее время в Германии, используется для отопления и охлаждения зданий. Таким образом, декарбонизация этого сектора могла бы привести к значительному сокращению выбросов парниковых газов и в значительной степени способствовать защите климата. Системы аккумулирования тепловой энергии в водоносных горизонтах, то есть в водоносных слоях под землей, хорошо подходят для сезонного хранения и гибкого использования тепла и холода. Вода обладает высокой способностью накапливать тепловую энергию. Окружающие скалы обладают изолирующим эффектом. Доступ к системам аккумулирования тепловой энергии подземных водоносных горизонтов осуществляется через скважины и используется для накопления тепла от солнечных тепловых электростанций или отработанного тепла промышленных объектов. При необходимости тепло можно нагнетать снова. Такие системы хранения могут прекрасно сочетаться с тепловыми сетями и тепловыми насосами. Особенно эффективными оказались приповерхностные низкотемпературные системы аккумулирования тепловой энергии в водоносных горизонтах (LT-ATES). Поскольку температура воды ненамного выше температуры окружающей среды, при хранении теряется мало тепла.

Более половины территории Германии подходит хорошо или очень хорошо

Исследователи из Института прикладных наук о земле KIT (AGW) и младшей исследовательской группы по устойчивой геоэнергетике в настоящее время определили регионы, подходящие для хранения тепловой энергии в низкотемпературных водоносных горизонтах в Германии. "Критерии эффективной эксплуатации LT-ATES включают благоприятные гидрогеологические условия, такие как продуктивность ресурсов подземных вод и скорость их стока", - объясняет Рубен Стеммле. Член группы инженерной геологии AGW и первый автор исследования добавляет: "Кроме того, потребление энергии на отопление и охлаждение должно быть сбалансировано. Это можно приблизительно определить по соотношению дней нагрева и охлаждения."

Исследователи объединили гидрогеологические и климатические критерии в рамках пространственного анализа. Они обнаружили, что 54 процента территории Германии в ближайшие десятилетия будут очень хорошо или не очень хорошо приспособлены для проведения операций. Эти потенциалы в основном сосредоточены в Северогерманском бассейне, грабене Верхнего Рейна и Южно-германском бассейне молассы. Соответствующая карта была сгенерирована исследователями с помощью геоинформационной системы (ГИС) и многокритериального анализа решений.

Изменение климата повысит потенциал хранения водоносных горизонтов

Согласно исследованию, площади, хорошо или очень хорошо подходящие для LT-ATES, предположительно, увеличатся на 13 процентов за период с 2071 по 2100 год. Значительное увеличение числа очень хорошо подходящих регионов объясняется растущим спросом на охлаждение в будущем, то есть это будет связано с изменением климата. Однако использование систем хранения водоносных горизонтов в значительной степени ограничено в водоохранных зонах, что приведет к сокращению площадей с очень хорошими или хорошо приспособленными условиями примерно на одиннадцать процентов. "Тем не менее, наше исследование показывает, что Германия обладает высоким потенциалом для сезонного хранения тепла и холода в водоносных горизонтах", - говорит Штеммле. (или)