Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG
Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG

InnoTherm Ruhr – Innovative Explorations- und Erschließungstechnologien für die Geothermie – Bochum

Das WIR!-Bündnis

Das primäre Ziel des InnoTherm Ruhr-Vorhabens ist der fokussierte Einsatz nachhaltiger Wärme im Ruhrgebiet. Wirtschaftlich soll es die Konkurrenzfähigkeit gegenüber anderen Energiequellen stärken. Es soll als Impulsgeber in der Region fungieren, Wissen über technische Prozesse und Verfahren sowie wirtschaftliche Strategien in den Bereichen der Geothermie, Messtechnik und Wärmeverteilung generieren. Technisch können neue, auf den Standort optimierte Bohrverfahren, neuartige Sensorik und eine neue Betriebsweise von Wärmenetzen angestrebt werden.

Das Konzept ist speziell auf das Förderprogramm »WIR! – Wandel durch Innovation in der Region« des BMBF zugeschnitten: Das Innovations- und Vernetzungsprojekt InnoTherm Ruhr soll den geothermalen Sektor im Ruhrgebiet mit dem Wärmemarkt in der Region zusammenführen, synchronisieren und ausbauen. Es umfasst somit eine Vielzahl von Innovationspotentialen im wirtschaftlichen, im öffentlichen und im technischen Bereich und mündet in der Verbesserung der Beschäftigungssituation der Bevölkerung. Das Innovationsfeld verläuft entlang des kompletten Wärmeflusses, von der Erschließung von Erdwärme, der Planung von Wärmenetzen, über den Anlagenbau und -betrieb bis zur Prozessführung von Großabnehmern oder zu intelligenten Heizsystemen privater Haushalte.

Es wurden in der Skizze folgende Querschnittsthemen definiert, welche sich während der Konzeptphase noch ausweiten oder umformen können:

  1. Untergrund und Reservoirmanagement
  2. Innovative Sensorelektronik für die Tiefe Geothermie
  3. Wärmenetze und deren Umbau
  4. Mitteltiefe Geothermie
Schema InnoTherm Ruhr

Die Region und ihre Herausforderungen

Der Fokus des Projekts InnoTherm Ruhr soll im dicht besiedelten Ballungsraum des Ruhrgebiets liegen. Diese strukturschwache Region charakterisiert sich durch einen erhöhten Wärmebedarf, einer für Geothermie vielversprechenden aber komplexen Geologie sowie eine geologische, als auch strukturelle Prägung durch den ehemaligen Steinkohleabbau.

Die ehemalige Bergbau-Region zeichnet sich durch eine hohe Besiedlungsdichte, eine dezentrale Struktur, d. h. eine Vielzahl ineinander verwachsene Städte, und einen hohen Vernetzungsgrad aus. Weiteres wichtiges Merkmal der Region ist eine hohe Dichte an Hochschulen, Universitäten und Forschungseinrichtungen.

Neben der Produktion elektrischen Stroms steht beim Betrieb von Geothermieanlagen die Wärmeversorgung im Vordergrund. Im Falle der Versorgung von Haushalten ist die zentral geförderte Wärme zu verteilen. Dem Steinkohleabbau und der angrenzenden Industrie verdankt das Ruhrgebiet sein umfangreiches Fernwärmenetz, welches schon derzeit zur Versorgung von Haushalten genutzt wird und zu einem der leistungsstärksten Fernwärmenetze Europas zählt.

Die zentrale Herausforderung der definierten InnoTherm Ruhr – Region liegt im Strukturwandel von den Schwerindustriezweigen Kohle und Stahl über die Automobil- und Elektronikindustrie hin zu Dienstleistungen im Bereich der Digitalisierung, Forschung und Entwicklung. Innerhalb weniger Jahre sind parallel hierzu im Zuge der Energiewende Großkraftwerke sowohl elektrisch als auch thermisch zu substituieren. Somit sind auch die bestehenden Fernwärmenetze kurzfristig regenerativ zu bespeisen.

Im Ruhrgebiet existieren besonders engmaschige Wärmenetze. Sie unterscheiden sich in der Netzlänge und der Vorlauftemperatur, sind teils untereinander verbunden oder kleinere Inselnetze und machen zusammengenommen das größte Fernwärmenetz Europas aus. Derzeit hängen sie noch weitgehend von der Abwärmenutzung der Kohleverstromung ab. Die kraftwerksgebundenen Netze weisen derzeit Vorlauftemperaturen von 130°C oder in den Fernwärmeschienen 180°C auf und sind im Zuge der Energie- und Wärmewende zu dekarbonisieren. In Verteilungsnetzen beträgt die maximale Vorlauftemperatur 110°C und die Rücklauftemperatur um 80°C. Kleinere Inselnetze, meist durch ein Heizwerk oder Blockheizkraftwerk versorgt, weisen in etwa 90°C im Vorlauf und 55°C im Rücklauf auf.

Eine Dekarbonisierung der Fernwärmenetze kann jedoch nur gelingen, wenn sie gesamtgesellschaftliche Unterstützung erhält, wenn die Verbundenheit gestärkt wird und gemeinsam die Ziele eines erfolgreichen Strukturwandels und einer erfolgreichen Wärmewende verfolgt werden.

Die Partner

Der Prozess der Konzepterstellung wird von der Fraunhofer Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie (IEG) koordiniert. Verbundpartner sind das Fraunhofer Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS) sowie die EBZ Business School – University of Applied Sciences. Das Bündnis wird vom Fraunhofer IEG an strategischen Punkten weiterentwickelt: Die Partnerakquise und die Definition von F+E-Projekten mit den Akteuren der Region aus den oben genannten Querschnittsthemen sowie die Generierung einer Innovations- und Bündnisstrategie stehen im Vordergrund.

Förderung