Prof. Dr. Simone Walker-Hertkorn

Gespräch mit Prof. Dr. Simone Walker Hertkorn

Prof. Dr. Simone Walker Hertkorn ist seit 1999 in der Geothermie aktiv und als Expertin hochgeschätzt. Ihr thematischer Schwerpunkt ist die Wärmepumpentechnik. Sie gilt als Koryphäe der Branche und hat mit ihrer Expertise viele Industriepartner bei komplexen Wärmepumpen-Projekten beratend begleitet. Als Mitglied der Geschäftsführung der tewag GmbH erkannte sie schon früh die Synergieeffekte von Solarenergie und Geothermie. Gemeinsam mit ihrem Team ermöglichte sie wegweisende, innovative Wärmeprojekte. Ihr Buch "Arbeitshilfen Geothermie: Grundlagen für oberflächennahe Erdwärmesondenbohrungen" (ISBN 9783895541674) dient als Standardwerk. Mehr zur tewag GmbH: https://www.tewag.de/unternehmen.html.

Das vollständige Gespräch mit Prof. Dr. Simone Walker Hertkorn auf YouTube.

Weg zur Geologie und Geothermie

Simone Walker Hertkorn, promovierte Geologin und Expertin für oberflächennahe Geothermie, erzählt von ihrer Faszination für Steine und Fossilien in der Kindheit. Durch Schulausflüge und das Studium in Tübingen vertiefte sie sich in Paläontologie und Geowissenschaften. Heute leitet sie Projekte zur Wärmegewinnung aus dem Boden und engagiert sich in Gremien wie dem VDI-Richtlinienausschuss. Sie hat die Patricius-Medaille erhalten und ist eine der wenigen Frauen in diesem Bereich. Ihr Fokus liegt auf praktischen Anwendungen der Geologie in der Energiewende, insbesondere bei Wärmepumpen und Erdwärme.

Funktionsweise von Wärmepumpen

Eine Wärmepumpe nutzt niedrige Temperaturen aus der Umwelt, um höherwertige Wärme zu erzeugen. Im Boden herrschen konstante Temperaturen ab etwa 10 Metern Tiefe, die durch Sonnenenergie gespeichert werden. Das System arbeitet mit einem Kältemittel, das bei niedrigen Temperaturen verdampft, komprimiert wird und Wärme abgibt. Elektrische Verdichter heben die Temperatur auf 50–70 Grad für Heizung und Warmwasser. Moderne Hochtemperatur-Wärmepumpen erreichen bis 120 Grad. Wärmepumpen können auch kühlen und Abwärme nutzen. In städtischen Gebieten wie Stuttgart oder Berlin sind Temperaturen höher durch urbane Wärmeinseln.

Erdwärmesonden: Installation und Nachhaltigkeit

Erdwärmesonden sind schmale Bohrungen (ca. 12 cm Durchmesser) bis 250 Meter Tiefe, in die Kunststoffrohre eingebaut werden. Ein Wasser-Glykol-Gemisch zirkuliert, angetrieben von einer Umwälzpumpe, und entnimmt Wärme. Die Planung berücksichtigt Regeneration des Bodens durch natürliche Prozesse oder Rückführung von Wärme im Sommer. In Deutschland gelten strenge Normen, z. B. die LQS in Baden-Württemberg, an deren Entwicklung Walker Hertkorn mitwirkte. Für größere Projekte wie Quartiere werden mehrere Sonden gebohrt, unter Berücksichtigung von Abständen und Grundwasserschutz. Grundwasser kann als Quelle genutzt werden, ist aber wartungsintensiv. Alternativen sind Flächenkollektoren, die horizontal verlegt werden und selbst gebaut werden können.

Kosten, Hindernisse und Wirtschaftlichkeit

Für ein Einfamilienhaus mit 120–130 Bohrmetern kosten Sonden ca. 15.000–16.000 Euro netto. Größere Projekte erfordern mehr Bohrungen und berücksichtigen Geologie und Schutzgebiete. Hindernisse: Wenige Bohrfirmen (ca. 300 in Deutschland), Fachkräftemangel und bürokratische Genehmigungen, die je Bundesland variieren. 25 % der Fläche in Baden-Württemberg sind Wasserschutzgebiete. Sonden halten Generationen (über 100 Jahre), überdauern mehrere Wärmepumpen und steigern den Grundstückswert. Luftwärmepumpen sind günstiger, aber weniger effizient. Preise steigen durch Marktdruck, doch langfristig sparen sie Energie.

Zukunftsperspektiven und Innovationen

Der Markt wächst stark, doch Strompreise müssen niedrig bleiben, um Wärmepumpen attraktiv zu halten. Walker Hertkorn plädiert für Ausbau von Kapazitäten und Ausbildung junger Fachkräfte. Innovationen umfassen kalte Nahwärmenetze, Integration von Solar und Abwärme sowie Eisspeicher. In Skandinavien und der Schweiz sind öffentliche Flächen nutzbar. CO2-Bilanz ist günstig durch geringe Dieselverbräuche bei Bohrungen. Fernwärme kann ergänzt werden, z. B. in Megawatt-Projekten. Walker Hertkorn betont Nachhaltigkeit und Synergien für die Energiewende.

Sie finden alle Videos unter https://energiespeicher.blogspot.com/p/energiegesprache-mit-eduard-heindl.html

Wärmepumpe, Geothermie, Erdwärmesonden, Nachhaltigkeit, Energiewende

Prof. Dr. Wolfram Münch

 

Energiegespräch mit Prof. Dr. Wolfram Münch

Das vollständige Gespräch mit Prof. Dr. Wolfram Münch auf YouTube.

In einem ausführlichen Energiegespräch mit Prof. Dr. Eduard Heindl erläutert Prof. Dr. Wolfram Münch, Leiter der Forschung bei der EnBW in Karlsruhe, aktuelle Entwicklungen und Herausforderungen der Energiewende. Als Physiker und außerordentlicher Professor an der Universität Ulm bringt Münch seine umfassende Expertise ein, um Themen wie Geothermie, Wasserstoff, schwimmende Windenergie und Elektromobilität zu diskutieren. Das Gespräch beleuchtet die Forschungsschwerpunkte der EnBW, die Bedeutung erneuerbarer Energien und die technischen sowie regulatorischen Hürden auf dem Weg zu einer klimaneutralen Zukunft.

Geothermie: Potenzial und Herausforderungen

Ein zentrales Thema des Gesprächs ist die Geothermie, die Münch als „dunklen Elefanten im Raum“ beschreibt. In Deutschland wird sie vor allem zur Wärmebereitstellung genutzt, da die Temperaturen in drei bis fünf Kilometern Tiefe dafür geeignet sind. Die EnBW betreibt eine Geothermieanlage in Bruchsal, die zuverlässig Wärme und Strom liefert. Münch betont, dass Geothermie auch zur Stromerzeugung genutzt werden kann, allerdings mit hohem technischem Aufwand. Projekte wie in Suhl im Elsass, wo bis zu 5000 Meter tief gebohrt wird, zeigen das Potenzial, sind jedoch noch Forschungsvorhaben. Die hohen Kosten und bohrtechnischen Herausforderungen machen Geothermie derzeit weniger wirtschaftlich, doch Münch sieht langfristig großes Potenzial, insbesondere im Wärmesektor, wo erneuerbare Energien noch am Anfang stehen.

Wasserstoff: Schlüssel zur Dekarbonisierung

Wasserstoff spielt eine zentrale Rolle in der Energiewende, insbesondere als Ersatz für fossiles Erdgas. Die EnBW forscht an der Produktion von grünem Wasserstoff aus erneuerbarem Strom, etwa in einer Demonstrationsanlage am Hochrhein. Münch erklärt, dass Wasserstoff vor allem dann benötigt wird, wenn kein Wind weht oder die Sonne nicht scheint. Die Elektrolyse, obwohl mit einem Wirkungsgrad von 60–70 % nicht optimal, wird durch die Verfügbarkeit günstigen erneuerbaren Stroms wirtschaftlich interessant. Herausforderungen liegen in der fluktuierenden Produktion und der Notwendigkeit, Elektrolyseure flexibel hoch- und herunterzufahren. Münch sieht auch Potenzial in „blauem Wasserstoff“, der aus Erdgas mit CO₂-Abscheidung hergestellt wird, als Übergangslösung, um die Wasserstoffwirtschaft anzukurbeln.

Schwimmende Windenergie: Innovation für Küstenregionen

Die Forschung an schwimmenden Offshore-Windanlagen ist ein weiterer Schwerpunkt der EnBW. Münch beschreibt ein Projekt, bei dem ein 1:10-Modell erfolgreich getestet wurde, gefolgt von einem 1:1-Modell in China mit einer Leistung von 16–17 MW. Diese Technologie ist besonders für Küsten mit steil abfallendem Meeresboden geeignet, wie in Frankreich oder den USA, da sie unabhängig von flachen Gewässern ist. Die Herausforderung liegt in der Verbindung zur Strominfrastruktur, da Kabelverluste die Standortwahl beeinflussen. Münch betont, dass solche Projekte langfristig dazu beitragen können, erneuerbare Energien global auszubauen, auch wenn sie derzeit noch nicht wirtschaftlich sind.

Elektromobilität: Infrastruktur und Akzeptanz

Elektromobilität ist ein weiteres Kernthema der EnBW, die sich als führender Akteur beim Ausbau der Ladeinfrastruktur in Deutschland etabliert hat. Münch hebt hervor, dass die Nachfrage nach Ladesäulen steigt, wie die stets besetzten Stationen auf dem EnBW-Parkplatz zeigen. Herausforderungen liegen in der Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Ladesäulen sowie in der Personalisierung des Ladevorgangs, die Fragen zur Privatsphäre aufwirft. Münch sieht die Zukunft der Ladeinfrastruktur eng mit der Entwicklung der Batterietechnologie verknüpft: Schnellladefähige Batterien könnten die Notwendigkeit von Laternenladen reduzieren. Der Netzausbau ist entscheidend, da Elektrofahrzeuge die Netzleistung stärker beanspruchen als herkömmliche Anwendungen.

Forschung und interdisziplinäre Zusammenarbeit

Die EnBW-Forschung ist interdisziplinär aufgestellt und arbeitet mit Geologen, Maschinenbauern und Elektrotechnikern zusammen, um die Vielfalt der Energiethemen abzudecken. Münch empfiehlt Studierenden, sich auf ein Fachgebiet wie Informatik oder Maschinenbau zu spezialisieren, da diese Kompetenzen in der Energieforschung Anwendung finden. Er betont, dass die Energiewende an Attraktivität gewonnen hat und viele Talente anzieht. Forschungsvorhaben wie Flugdrachen zur Stromerzeugung in großen Höhen zeigen die Innovationskraft, stehen jedoch vor technischen und regulatorischen Hürden, etwa bei der Steuerung oder Genehmigung.

Ausblick: Die Energiewende im Jahr 2100

Münch blickt optimistisch in die Zukunft und geht davon aus, dass im Jahr 2100 keine fossilen Energieträger mehr genutzt werden. Erneuerbare Energien wie Wind, Photovoltaik und Geothermie werden dominieren, unterstützt durch Wasserstoff als Speichermedium. Die Dekarbonisierung wird die globale Wirtschaftsstruktur verändern, wobei Regionen mit günstigen Bedingungen für erneuerbare Energien eine Schlüsselrolle spielen. Münch betont, dass der Wohlstand weiterhin auf hohem Energieverbrauch basieren wird, der jedoch nachhaltig gedeckt werden muss. Er sieht großes Potenzial in neuen Technologien, die heute noch unbekannt sind, und plädiert für offene Forschung, die auch scheinbar unrealistische Ideen wie kalte Kernfusion nicht ausschließt.

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Stichworte: Geothermie, Wasserstoff, schwimmende Windenergie, Elektromobilität, Energiewende