Mit Satelliten in Städten Energiequellen finden
Städte sind in der Regel wärmer als ihr Umland, sowohl was Atmosphäre als auch Oberfläche und Untergrund anbelangt. Darum bergen sie ein grosses geothermisches Potenzial. – Ein schweizerisch-deutsches Wissenschafterteam hat eine neuartige Methode entwickelt, um in urbanen Räumen solche möglichen Energiequellen aufzuspüren.
Weil Industrieanlagen, Gebäude und der Verkehr Wärme abstrahlen und es an Vegetation fehlt, sind in Städten die Temperaturen üblicherweise höher als im ländlichen Umland. Das gilt nicht nur für Atmosphäre und Oberfläche, sondern auch für den Untergrund und in diesem Zusammenhang auch für das Grundwasser. Obwohl sich derlei Temperaturanomalien in der Regel eher negativ auf die Umwelt auswirken, bergen sie auch Chancen: Aus oberflächennahen Grundwasserschichten lässt sich mittels Erdwasser- und Grundwasserwärmpumpen Energie Strom gewinnen. Und damit wiederum könnte ein Teil des Energiebedarfs gedeckt werden.
Solche Wärmeinseln sind vor allem durch Wärmeleitung miteinander verbunden. Dennoch galt das Augenmerk der Forschung bis anhin hauptsächlich den einzelnen Wärmeinseln, sodass wenig über Prozesse und Verhältnis zwischen ober- und unterirdischen Temperaturen bekannt war. Ein Wissenschafterteam der Institute für Angewandte Geowissenschaften (AGW) und für Meteorologie und Klimaforschung des KIT sowie der Zürcher ETH hat nun Wärmeinseln in Köln, München, Mannheim und Karlsruhe in ihrem Verhältnis zu einander untersucht. Für ihre Studie entwickelten die Forscher eine neuartige Methode, die auf satellitengestützte Messungen der Oberflächentemperatur setzt, über welche sich die zeitlichen und räumlichen Gegebenheiten oberirdischer Wärmeinseln erschliessen lassen.
Die Wissenschafter verglichen die ober- und unterirdischen Wärmeinseln in den vorher erwähnten deutschen Städten und stellten fest, dass je älter eine Stadt umso wärmer ihr Untergrund ist. Sie führen dies auf zusätzliche unterirdische Wärmequellen zurück, beispielsweise auf Gebäudekeller oder Abwasserkanäle. Zusätzlich bezogen sie noch Bebauungsdichte und Kellertemperaturen in ihre Analysen mit ein. Laut Medienmitteilung des KIT ist es ihnen damit gelungen, die regionalen Grundwassertemperaturen mit einem mittleren absoluten Fehler von 0.9 Kelvin zu schätzen. Wie Philipp Blum vom AGW erklärt, ermöglichte diese Methode eine erste Bewertung der unterirdischen Wärmeinseln und damit der ökologischen Bedingungen im Grundwasser sowie des geothermischen Potenzials, ohne das es dafür die Grundwassertemperatur aufwendig gemessen werden musste. (mai/mgt)
