Oberflächennahe Geothermie: Welche Auswirkungen hat sie?

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Erdwärmepumpe

Schema einer Erdwärmepumpe eines Einfamilienhaus

Quelle: BWP

Die Erdwärmenutzung spielt heute eine zunehmend wichtige Rolle als regenerative Energiequelle. Die Nutzung oberflächennaher Geothermie für Heiz- und Kühlzwecke verursacht dabei Temperaturveränderungen in einem sonst thermisch stabilen Lebensraum, dem Ökosystem Grundwasser. Sie führt lokal zu langfristigen Änderungen im unterirdischen Temperaturhaushalt.

Eine Veränderung der Temperatur beeinflusst den Stoffwechsel von Organismen und somit auch wichtige biogeochemische Prozesse.

Inwieweit die induzierten Temperaturveränderungen bei der oberflächennahen Geothermie, eine unmittelbare oder möglicherweise langfristige Gefährdung der Ressource Grundwasser darstellen, wurde in einer UBA -Studie betrachtet. Es zeigt sich, dass sich Temperaturveränderungen im Grundwasser auf die Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften, ihre Aktivitäten und somit auf Ökosystemprozesse auswirken. Entscheidend ist in jedem Fall das Ausmaß der Temperaturveränderung und die Ausgangssituation bezüglich der standortspezifischen Grundwasserqualität. Eine Erwärmung bzw. Abkühlung des Grundwassers um wenige Grad Celsius wirkt sich nur unwesentlich auf die Wasserbeschaffenheit und Ökosystemfunktionen aus, sofern das Grundwasser ‚sauber‘ bzw. das Ökosystem ‚energiearm‘ ist.

Anders ist es bei einer vorliegenden Hintergrundbelastung, wie zum Beispiel bei erhöhter Konzentrationen an organischen Verbindungen, Nährstoffen oder Schwermetallen. Hier kann bereits eine geringe Temperaturerhöhung (≥ 5K) die Wasserqualität negativ beeinflussen. Kritisch in diesem Zusammenhang sind die Zehrung von Sauerstoff und die Mobilisierung von Schadstoffen.

In allen Untersuchungen zeigte sich, dass pathogene Keime und Viren bei niedrigen Temperaturen (<10°C) besser überdauern als bei erhöhter Temperatur (>10°C). Besondere Risiken für die hygienische Grundwasserqualität in Zusammenhang mit der Nutzung oberflächennaher Geothermie wurden nicht festgestellt.

Zum Schutz des Ökosystems Grundwasser sollten Temperaturveränderungen im Grundwasser auf ein Minimum beschränkt werden. Eine Gefahr für die Störung des ökologischen Gleichgewichts ergibt sich vor allem bei großen Anlagen (offene Systeme und Erdwärmesondenfelder), besonders in Verbindung mit einer bereits vorherrschenden schlechten Grundwasserqualität. In solchen Fällen raten die Gutachter, bereits im Zuge des Zulassungsverfahrens die thermischen Auswirkungen der Anlage abzuschätzen und ein begleitendes Monitoring durchzuführen. In Anbetracht des zunehmenden Ausbaus des Untergrunds für die geothermische Nutzung empfehlen die Gutachter die Entwicklung unterirdischer Temperatur-Raumnutzungspläne. Dies ist in Anlehnung an etablierte ‚oberirdische‘ Vorgehensweisen möglich und dient einem vorsorgenden und nachhaltigen Ressourcenschutz.