Deutschlands größter Wärmespeicher: Adlershof startet in die geothermische Zukunft

In Berlin-Adlershof entsteht ein geothermischer Großspeicher, der überschüssige Sommerwärme unterirdisch einlagert und im Winter nutzbar macht. Erste Forschungsergebnisse bestätigen die technische Machbarkeit und die geologischen Voraussetzungen.

Wärmebild während der vierten Heißinjektion: Helle Gelbflächen markieren besonders heiße Bereiche. Obwohl die Flüssigkeit einen Tag in den Tanks ruhte, ist sie noch vom vorherigen Förderzyklus aufgeheizt und erwärmt die Speichertanks. Die gelben Zonen zeigen gefüllte Bereiche, während unisolierte Schläuche in Gelb bis Orange und isolierte Rohre in Violett oder Rosa erscheinen. / © Wärmebild: Lioba Virchow, GFZ

© Foto Titelbild: Lioba Virchow, Stefan Kranz, GFZ (Drohnenaufnahme)

In Berlin-Adlershof entsteht derzeit ein Projekt, das die Energiewende der Hauptstadt konkret voranbringen soll: der größte unterirdische Warmwasserspeicher Deutschlands. Das Vorhaben basiert darauf, überschüssige Wärme aus den Sommermonaten in tiefe geologische Schichten einzuspeichern und im Winter wieder nutzbar zu machen. Nach umfassenden Tests liegen nun die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse vor, und sie fallen positiv aus.

Forscherinnen und Forscher des Helmholtz-Zentrums Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) bestätigen, dass die geologischen Bedingungen unter Adlershof außergewöhnlich gut geeignet sind. In rund 400 Metern Tiefe befindet sich eine poröse, grobkörnige Sandstein-Formation, das sogenannte „Hettang“, die sich als natürliches Speichermedium für Warmwasser anbietet.

Forschungsprojekt in Adlershof: Geeignete Geologie ermöglicht neue Speichertechnologien

Während der Testphase wurden mehrfach rund 250.000 Liter nahezu kochend heißes Wasser in die Tiefe gepumpt und Wochen später wieder herausgefördert. Dabei erreichte das Gestein die angestrebte Betriebstemperatur von etwa 95 Grad Celsius, ohne Anzeichen von Zersetzung zu zeigen. Die hydraulischen Eigenschaften des Sandsteins bestätigten sich ebenfalls als stabil und belastbar.

Mit den Testreihen konnte nachgewiesen werden, dass die Speicherformation Wasser und Wärme erwartungsgemäß aufnimmt und wieder abgibt. Die Detailauswertung dauert zwar an, doch die bisherigen Ergebnisse schaffen Planungssicherheit für weitere Investitionen in Berlins tiefe Geothermie.

Geothermie für Berlin: Start der Hauptbohrungen und geplanter Netzanschluss 2027

In den kommenden Monaten will die Blockheizkraftwerks-Träger- und Betreibergesellschaft (BTB), die das Projekt gemeinsam mit dem GFZ und der TU Dresden betreibt, mit den Hauptbohrungen beginnen. Das verbliebene Forschungsbohrloch dient künftig als Überwachungsinstrument für die Bauarbeiten und den späteren Betrieb. Sollte das Genehmigungsverfahren zügig verlaufen, könnte der unterirdische Wärmespeicher Ende 2027 ans Fernwärmenetz im Berliner Südosten angeschlossen werden.

Der Geospeicher soll jährlich rund 30.000 Megawattstunden erneuerbare Wärme aufnehmen. Die gespeicherte Energie stammt vor allem aus dem Holzheizkraftwerk Neukölln und aus weiteren industriellen Abwärmequellen, die im Sommer im Überschuss vorhanden sind.

Einsatz erneuerbarer Wärme als Ersatz für fossile Brennstoffe in der Hauptstadtregion

Im Winter wird die gespeicherte Energie mithilfe eines großtechnischen Wärmepumpensystems wieder entzogen und in das regionale Fernwärmenetz eingespeist. Auf diese Weise sollen fossile Brennstoffe ersetzt und Versorgungsspitzen abgefedert werden, die bislang häufig durch Gas gedeckt werden. Modellrechnungen gehen von einem Wärmeverlust von etwa 15 Prozent aus, der ökologische Nutzen bleibt dennoch beachtlich, wie die Projektverantwortlichen erläutern.

Denn pro Jahr könnten bis zu 10.000 Tonnen CO₂ eingespart werden, so die Forscherinnen und Forscher des GFZ. Langfristig ist zudem vorgesehen, neben Prozesswärme auch Solarthermie oder weitere erneuerbare Wärmequellen einzuspeichern. Damit würde der Speicher einen wichtigen Baustein für ein zunehmend diversifiziertes und dekarbonisiertes Wärmesystem bilden.

Tiefengeothermie als zentraler Hebel für Berlins Energiewende?

Die geologischen Untersuchungen waren ein notwendiger Schritt, da bislang nur wenige belastbare Daten über tiefe Erdschichten in Berlin vorlagen. Besonders wichtig ist die klare Trennung von Speicherschichten und den oberflächennahen, streng geschützten Trinkwasservorkommen. In Adlershof trennt eine rund 100 Meter dicke Tonschicht die salzwasserführenden Speicherzonen vom Grundwasser.

Berlin plant, künftig bis zu 20 Prozent seines Wärmebedarfs über Geothermie und Wärmespeichertechnologien zu decken. Eine Studie der Investitionsbank Berlin schätzt die dafür notwendigen Investitionen auf rund 4,2 Milliarden Euro. Der neue Geospeicher in Adlershof gilt als Pilotprojekt, das zeigen soll, wie groß das Potenzial im tiefen Untergrund der Hauptstadt tatsächlich ist.

Millioneninvestitionen schaffen Grundlage für weitere Projekte

Die BTB investiert nach eigenen Angaben rund 21 Millionen Euro in den Speicher, wobei neun Millionen Euro aus Fördermitteln des Bundes stammen. Zusätzlich flossen bereits drei Millionen Euro in das vorgelagerte Forschungsprojekt. Das Zusammenspiel aus wissenschaftlicher Expertise, industrieller Infrastruktur und politischer Förderung gilt als entscheidend für den Erfolg.

Sollte der Speicher wie geplant funktionieren, könnte er zum Vorbild für weitere Standorte in der Hauptstadt und im Bundesgebiet werden. Der Standort Adlershof will damit zeigen, wie innovative Wärmeversorgungssysteme den Übergang zu einer klimaneutralen Metropole unterstützen können.

Geothermie in der Berliner Stadtentwicklung: Erste Modellprojekte werden umgesetzt

Längst gibt es auch Beispiele aus der Praxis, bei denen Geothermie eingesetzt wird bzw. eingesetzt werden soll. Gar nicht weit entfernt vom Technologiepark Adlershof wird das Gewerbeprojekt „BE-U“ umgesetzt, am Behrensufer in Oberschöneweide. Geplant ist dort mittels Erdwärme eine Stromerzeugung von bis zu 25 Gigawattstunden zu erreichen.

Mit dieser Strommenge könnte das Behrens-Ufer und eine fünfstellige Anzahl von Haushalten versorgt werden. Die entstehende Wärmeerzeugung wäre quasi inklusive und würde in die in unmittelbarer Nähe liegende Ostendstraße eingespeist werden.

Sowohl am Behrensufer in Oberschöneweide als auch am Bahnhof Südkreuz kommt Geothermie schon zum Einsatz

Ähnliches ist im Bezirk Tempelhof-Schöneberg geplant. Bevor unweit des Bahnhofs Südkreuz ein neues Stadtquartier in die Höhe wachsen soll, wurden auf dem riesigen Baufeld zwischen Ella-Barowsky-Straße, Gotenstraße und Ringbahntrasse umfangreiche Erdbohrungen vorgenommen.

Über einen Zeitraum von rund sechs Monaten wurden dabei insgesamt 285 Erdwärmesonden auf zwei Grundstücken installiert. Mithilfe GPS-gestützter Messungen und CAD-gestützter Planung wurden fünf Verteilerschächte angelegt, die eine optimale Wärmegewinnung ermöglichen sollen.

Das Immobilienunternehmen Hines hat am Südkreuz bereits das Wohnprojekt „Stadtquartier Südkreuz“ realisiert. Nun soll in direkter Nachbarschaft ein weiteres, gemischt genutztes Areal entwickelt werden. Derzeit ruht das Projekt allerdings, die Erdsonden sind installiert, seitdem ist auf dem riesigen Baufeld südlich der Ringbahntrasse nichts passiert.

Links: Jasper Florian Lüdicke entnimmt chemische Proben für spätere Laboranalysen im GFZ. Mitte: Danae Bregnard filtert die geförderte Flüssigkeit für die mikrobiologische Untersuchung. Rechts: Tanja Ballerstedt und Christ Danny Binda führen chemische Schnelltests im Feldlabor durch. / ©  Fotos: Lioba Virchow, GFZ

Quellen: Blockheizkraftwerks-Träger- und Betreibergesellschaft, Der Tagesspiegel, Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum, TU Dresden, Investitionsbank Berlin