Wirtschaft

Geothermie für Wärme- und Kältelösungen

Mit dem Wegfall der Braunkohlenutzung benötigen Industrie und Gewerbe alternative Wärme- und Kältelösungen. Energieversorger und Planungsbüros suchen praktikable und wirtschaftliche Angebote für ihre Kundinnen und Kunden. Geothermie als Energiequelle ist jederzeit verfügbar, praktisch unbegrenzt vorhanden und besonders flächenschonend! Interessierte zögern jedoch häufig aufgrund der vergleichsweise hohen Investitionskosten.

In diese Lücke stößt das Reallabor Geothermie Rheinland: Gefördert von Land und Bund erhebt das Fraunhofer IEG Daten zum Untergrund im Rheinischen Revier. Dazu führen wir großräumige geowissenschaftliche Erkundungen unter kontinuierlichem Monitoring durch. Zwei mehrere Kilometer tiefe Erkundungsbohrungen sowie geophysikalische Messkampagnen ermöglichen eine systematische Kartierung des Untergrunds.

Gemeinsam mit Bund und Land schaffen wir damit einen offen zugänglichen Datenraum, der Ihnen Planungssicherheit für die Entwicklung von Wärme- und Kältelösungen im Rheinischen Revier bietet. Ergänzt wird dieser Datenraum durch ein digitales 3D-Untergrundmodell, das die räumliche Verteilung und Eigenschaften der Gesteinsschichten sichtbar macht – sowohl für tiefe als auch mitteltiefe Geothermie. Dieses Modell ermöglicht detaillierte Prozesssimulationen und kann Ihnen zusätzlich zu den erhobenen seismischen Daten als Grundlage für die Standortidentifikation und Planung geothermischer Anwendungen dienen. Sprechen Sie uns an!

Sichere, konstante, lokale und krisenfeste Versorgung

Geothermie bietet nicht nur eine nachhaltige, sondern auch eine lokale und stabile Wärmeversorgung – unabhängig von geopolitischen Einflüssen oder internationalen Lieferketten. Gleichzeitig kann der Untergrund auch für die Versorgung mit Kälte  sowie für die Speicherung von überschüssiger Wärme im Sommer und Kälte im Winter dienen. So entstehen neue wirtschaftliche Chancen in der Region:

• Als Energieversorger könnten Sie Geothermie für den Betrieb von bestehenden oder zusätzliche Nah- und Fernwärmenetze nutzen.
• Energieintensive Unternehmen, wie in der Metall- und Papierbranche, in der Lebensmittelverarbeitung oder wie Gewächshäuser leiden sehr unter den teuren Energiepreisen. Machen Sie sich davon unabhängig – durch die Erschließung einer eigenen Energiequelle.
• Als kleineres Unternehmen profitieren Sie von den öffentlich verfügbaren Daten zur oberflächennahen Geothermie. Für das Landesumweltamt hat das Fraunhofer IEG bereits eine Potentialkarte für NRW erstellt. Dort können Interessierte überprüfen, wie weit sich Erdwärmesonden etwa für Lagerhallen oder Geschäftsräume nutzen lassen.
• Gleichzeitig entsteht mit unserer geplanten lokalen Forschungsinfrastruktur ein Umfeld, das attraktive Anknüpfungspunkte für technologieorientierte Unternehmen und die Entwicklung neuer Geschäftsfelder bietet. Damit eröffnet das Vorhaben auch neue Perspektiven für Weiterbildung, Fachkräfteentwicklung und technische Qualifikation – insbesondere an der Schnittstelle von Energietechnik, Geowissenschaften und digitaler Modellierung.

Wir haben Ihnen einige konkrete Beispiele für Geothermieprojekte zusammengestellt

Erkundung und Datengewinnung

Das Fraunhofer IEG nutzt viele wissenschaftliche Methoden, um den Untergrund in unserem wissenschaftlichen Erlaubnisfeld so genau wie möglich abzubilden: 

Observatorium

Das geowissenschaftliche Observatorium bildet das Rückgrat unseres kontinuierlichen Monitorings. Über ein regionales Netzwerk aus Seismometern werden Bewegungen im Untergrund erfasst – flächendeckend. Die Sensoren liefern kontinuierlich Daten, die automatisiert aufgezeichnet und ausgewertet werden. Mögliche Auffälligkeiten oder Veränderungen können wir frühzeitig erkennen und nachvollziehbar einordnen.

Ein besonderer Fokus liegt auf der detaillierten Analyse der natürlichen Seismizität. Seismologische Quellen werden lokalisiert und charakterisiert – für ein besseres Verständnis der physikalischen Prozesse im Untergrund.

Unser seismologisches Observatorium ist bereits aktiv und überwacht seit 2021 die Dynamik des Untergrunds in der Region und liefert die Grundlage für fundierte Entscheidungen. So entsteht bereits vor und während der Erkundungsphase das Verständnis dafür, wo und unter welchen Bedingungen eine Nutzung des Untergrunds geplant werden kann.

Thermische und hydrogeologische Messungen werden in enger Verbindung mit den Erkundungsbohrungen etabliert, um die Datenbasis für die Planung geothermischer Anwendungen weiter zu verstärken.

Erkundungsbohrungen

Im Reallabor Geothermie Rheinland hat das Fraunhofer IEG zwei Erkundungsbohrungen geplant. Ziel ist die Untersuchung potenzieller geothermischer Reservoirgesteine im Nordwesten Europas – insbesondere des karbonischen Kohlenkalks, des devonischen Condroz-Sandsteins und des devonischen Massenkalks. Die Bohrungen sind auf eine Teufe von bis zu rund 4.000 Metern ausgelegt.

Damit sollen direkte Einblicke in die Geologie in der Region - hier der »Inde-Mulde« - in diesen Tiefen gewonnen werden – etwa zur genauen Lagerung der Gesteinsschichten, zur Durchlässigkeit potenzieller geothermischer Horizonte und zu den dort vorliegenden Temperaturen. Die Bohrung wird durch ein umfassendes wissenschaftliches Programm begleitet, das zum Beispiel Bohrkerne als auch kontinuierlich erfasste Messdaten analysiert und in das geologische Gesamtmodell integriert. 

Seismische Messkampagnen

Seismische Messkampagnen oder geowissenschaftliche Explorationen untersuchen im Aufsuchungsgebiet den Untergrund und nutzen dabei verschiedene Verfahren, um die gesamte Region zwischen Aachen, Jülich und Düren zu charakterisieren. Dabei werden wir etwa geophysikalische Daten erheben, die auch mit den Ergebnissen der Bohrungen verknüpft werden – um ein regionales Gesamtbild der geologischen Strukturen und des geothermischen Potenzials im Rheinischen Revier zu schaffen.

Aufbauend auf früheren seismischen Messkampagnen in den 1980er Jahren führt das Fraunhofer IEG nun weitere Messungen durch. Mithilfe von Schallwellen wird ein akustisches Abbild des Untergrunds erzeugt. An geologischen Schichtgrenzen werden die Wellen reflektiert und an der Oberfläche von geeigneten Aufnehmern aufgezeichnet – so können wir ein detailliertes Bild der geologischen Strukturen im Großraum zwischen Aachen, Düren und Jülich erzeugen.

Auf diese Weise lassen sich geologische Verhältnisse auch jenseits der Bohrstandorte erfassen. Die seismischen Messungen bilden damit eine zentrale Grundlage für die regionale Bewertung des Untergrundes.

Reservoir- und Datenmanagement

Um die gewonnenen Daten optimal nutzbar zu machen, betreibt das Fraunhofer IEG ein integriertes Datenmanagement und fasst alle Ergebnisse in einem Datenraum zusammen. Dieser Datenraum dient nicht nur der Erfassung, Strukturierung und Pflege der existierenden und im Projekt gewonnenen geowissenschaftlichen Daten, sondern ermöglicht zugleich eine gezielte Nutzung durch Unternehmen in der Region.

Alle erhobenen Daten fließen in ein digitales Modell des Untergrunds ein. Dieses bildet nicht nur die geologischen Strukturen ab, sondern ermöglicht auch Simulationen der physikalischen Prozesse eines geothermischen Systems – etwa hinsichtlich Wärmeverteilung, Durchlässigkeiten und Druckverhältnissen in der Tiefe. Damit liefert das Modell nicht nur eine fundierte wissenschaftliche Bewertung, sondern unterstützt auch die Entwicklung und Prüfung Ihrer konkreten Nutzungskonzepte.

Das Modell dient somit als zentrale Entscheidungsgrundlage für weitere Maßnahmen im Reallabor, ob durch das IEG oder für Sie – etwa bei der Auswahl von Methoden und Standorten für die geothermische Nutzung.

Nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf oder nutzen Sie unsere FAQs für weitere Informationen.

Kartenmaterial

Sie wollen mehr über unsere Sicht auf das Rheinische Revier erfahren? Schauen Sie sich unser Kartenmaterial an, um den aktuellen Informationsstand über den Untergrund in NRW zu sehen. Finden Sie heraus, wo genau sich unser wissenschaftliches Aufsuchungsgebiet befindet. In unserem Kartenmaterial finden Sie diese – und sukzessive weitere – Informationen.