GEO.MAT

Die österreichische Thermenlandschaft zählt zu den bedeutendsten Tourismusregionen in Europa. Neben der hohen Anzahl an Besucher:innen weisen die Thermalbäder jedoch auch einen hohen Energieverbrauch auf. Problematisch ist, dass die benötigte Energie aktuell noch zu einem großen Teil aus fossilen Quellen, wie Gas, stammt. Erfreulicherweise gibt es in der Thermenlandschaft auch ein großes Potential zur Nutzung der tiefen hydrothermalen Geothermie (Tiefe > 400m), welches es auszuschöpfen gilt. Die Dekarbonisierung von Thermalbädern kann daher einen wertvollen Beitrag zur Energiewende leisten.

Die Nutzung erneuerbarer Energie in der Thermenlandschaft ist wesentlich einfacher als in städtischen Zentren. Das CO2-Reduktionspotenzial ist mehr als beachtlich und beträgt im Durchschnitt aller Thermalbäder 50.000 Tonnen CO2 pro Jahr. Die CO2-Reduktionspotenziale sind auch deshalb so signifikant, weil das sogenannte Schwallwasser aus dem Becken, mit relativ hohem Temperaturniveau (30°C), in den meisten Thermalbädern energetisch noch ungenutzt ist.

Zielsetzung

GEO.MAT verfolgt das Ziel hydrothermale Abwässer mittels Wärmepumpen energetisch zu nutzen, anstatt sie in den Kanal zu spülen. Das Projekt will die vorhandenen Potenziale voll ausschöpfen. Dies soll durch die Integration von Wärmepumpen erreicht werden, die das Ab-(Schwall-)wassers aufbereiten und somit wieder nutzbar machen. Weiters werden Effizienzsteigerungen durch Steuerungsmaßnahmen angestrebt. Mit dem Austausch bestehender Rohrleitungen und Wärmetauscher durch innovative Komponenten soll es zu weiteren Energieeinsparungen kommen. Durch „GEO.MAT sollen zudem Flexibilitäten für Wärme- und Stromnetze geschaffen werden. Der umfangreiche Maßnahmenkatalog soll bei zwei Demonstrationsstandorten umgesetzt werden, der H2O Therme in Bad Waltersdorf und der Sonnentherme Lutzmannsburg. Die entwickelten Lösungen zielen auf ein hohes Replikationspotential für weitere Thermalbäder ab.

Vorgehensweise und Methodik

Im Projekt GEO.MAT werden verschiedene Wärmepumpentechnologien, die zur Aufwertung des geothermischen Ab-(Schwall-)wassers (30°C)  und zur Beheizung der Becken von Thermen eingesetzt werden, mit innovativen Steuerungsmaßnahmen zum Demand-Side-Management (Peak Shaving, Lastverschiebung) und Supply-Side-Management (lastpunktoptimierter Einsatz) gekoppelt sowie energetisch optimierte Rohrleitungen und Wärmetauscher unter Berücksichtigung der niedrigen Zieltemperaturen für die Beckenbeheizung für österreichische Thermen entwickelt. Aus der Planung und dem Betrieb dieser Demostandorte werden leicht reproduzierbare Integrationskonzepte und ein Fahrplan für den flächendeckenden Einsatz abgeleitet, um die Marktakzeptanz zu erhöhen.

Durch die Konzeption integrierter Systeme, die gleichzeitig verschiedene Energieformen (Wärme, Kälte, Strom) erzeugen und verbrauchen können und deren Kopplung mit thermischen Kapazitäten in Gebäuden und im Dienstleistungsbereich (Hotels, Spa-Bereiche, Service-Bereiche, Schwimmbäder) kann ein hohes Maß an Flexibilität für thermische und elektrische Netze gleichermaßen bereitgestellt werden. Um dieses Potenzial zu erschließen, werden Kompressions- und Absorptionswärmepumpen in digitalisierten Energiemanagementsystemen mithilfe modernster Schnittstelle zwischen Modell- und datenprädiktiver Steuerung eingesetzt, um die Gesamteffizienz (Nachfrage- und Angebotsseite) und die Dekarbonisierung des jeweiligen Gesamtsystems zu maximieren. Aufgrund der repräsentativen Zusammensetzung des Projektkonsortiums, das die gesamte Wertschöpfungskette abdeckt, können alle der folgenden Forschungsfragen und Integrationsaspekte gelöst werden:

• spezieller selbstreinigender Wärmetauscher (Vermeidung von Fouling und Verblockung)
• industrielle (Absorptions- und Kompressions-) Wärmepumpensystemen,
• transiente Komponentenauslegung
• Lastverschiebungsmaßnahmen unter Nutzung der Flexibilitäten der Pools
• Sektorkopplung
• Geschäftsmodelle

Allein durch die Aufwertung der Schwallwasserabwärme über Wärmepumpen und die Nutzung der Flexibilitäten der Thermenanlagen können mehr als 30 % des Wärmebedarfs eingespart werden. Das GEO.MAT-Konzept geht allerdings noch einen Schritt weiter und beinhaltet auch eine Lösung, den restlichen Bedarf mit erneuerbarer Abwärme, beispielsweise aus Biomasse oder Solar, zu decken. Diese lokal verfügbare Abwärme muss aber intern für die Energieversorgung genutzt werden, da sie auch Ressourcen an Biomasse und Flächen in Österreich schont. Darüber hinaus werden die Gäste aus sozio-ökonomischen Gründen immer mehr auf ihren ökologischen Fußabdruck achten und Produkte, Dienstleistungen und Unterhaltungsangebote bevorzugen, die dieses Anliegen unterstützen. In diesem Zusammenhang könnte die Steigerung der Energieeffizienz und die Entwicklung zu einer CO2-neutralen Therme ein Alleinstellungsmerkmal sein (z.B. „Grüne Therme“). Das Ergebnis dieses für die Energiewende wichtigen Projekts bietet eine Lösung für eine CO2-neutrale und gasfreie Energieversorgung für Thermen, mit einem hohen Replikationspotenzial in Österreich und Mitteleuropa.