Seismische Messungen in Wien
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Wasser aus 3.000 Metern Tiefe soll Wien heizen
16.000 Sensoren vermessen Untergrund: Österreichische Hauptstadt will mit Geothermie zur Klimaneutralität

Unter Wien schlummert ein verborgener Schatz: In etwa 3.000 Metern Tiefe befinden sich vielversprechende Heißwasservorkommen. Mit Hilfe der Tiefengeothermie könnte die Wärme an die Oberfläche geholt und über Wärmetauscher ins Fernwärmesystem eingespeist werden. Das heiße Wasser aus der Tiefe könnte also in Zukunft dabei helfen, Häuser und Wohnungen zu beheizen.

Denn Wien möchte die umweltfreundliche Geothermie zukünftig für die städtische Wärmewende nutzen. Die österreichische Hauptstadt plant, bis 2040 mehr als die Hälfte ihres Wärmebedarfs über klimaneutrale Fernwärme und mittels Wärmepumpen zu decken. Bei der Fernwärme soll die Wärme aus der Tiefe eine wesentliche Rolle spielen, durch deren Nutzung soll der Anteil der Erneuerbaren Energien deutlich erhöht werden.

Wie die Heißwasservorkommen unter Wien genau aussehen, untersucht daher das Forschungsprojekt „GeoTiefWien“. Der kommunale Energieversorgers Wien Energie koordiniert das Projekt, an dem Partner aus Wissenschaft und Industrie beteiligt sind. Ziel des Projekts ist es mithilfe von seismischen Messungen ein 3D-Modell des geologischen Untergrunds des Großraum Wiens zu erstellen und so potenzielle Quellen für die Tiefengeothermie zu identifizieren.

GeoTief Wien Video-Reportage

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Wärmeversorgung entscheidend für den Klimaschutz

Das Projekt konzentriert sich besonders auf den östlichen Raum Wiens, da die Experten hier das größte Potenzial vermuten. Die Ergebnisse sollen dann als Grundlage für die Planung und Durchführung zukünftiger Projekte dienen. Denn, wie eine Studie des Wirtschaftsberatungsunternehmens Compass Lexecon im Auftrag von Wien Energie feststellte, stellt die Wärmeversorgung einen entscheidenden Faktor für die Klimaneutralität des Großraums dar: Da die weit verbreiteten Gasthermen zum Heizen der Wohnhäuser bis 2040 ersetzt werden sollen, ist eine umfangreiche Umstellung notwendig, bei der grüne Fernwärme eine wesentliche Rolle spielen soll, so die Experten.

16.000 Messpunkte liefern seismische Daten

Das GeoTiefWien-Projekt will hierfür wichtige Vorarbeit leisten: Seit 2016 erstellt das Forschungsteam eine detaillierte Abbildung des Wiener Untergrunds. In ersten Schritten wurden dafür Bestandsdaten analysiert und anschließend mit eigenen seismischen Messungen an der Erdoberfläche begonnen. Diese sollen die geologischen Strukturen und Gesteinsschichten tief in der Erde erkunden und potenziell wasserführende Schichten aufzeigen.

Dafür verteilte das Projektteam von 2017 bis 2018 in zwei Messphasen insgesamt 16.000 kleine Sensoren im östlichen Wiener Raum. Diese zeichneten seismische Reflexionen aus dem Untergrund auf. Dabei entstanden etwa 50 Terrabyte Daten, die im Anschluss analysiert und mit den bisher bekannten Daten zusammengeführt wurden. Mithilfe dieser Daten war es den Experten möglich die Beschaffenheit der geologischen Strukturen tief unter Wien zu erfassen.

So funktionieren die seismischen Messungen

Seismische Messungen funktionieren ähnlich wie ein Echolot oder der Ultraschall einer Fledermaus: Es werden Schwingungen in den Boden bis tief unter die Erdoberfläche gesendet. Das Signal wird in der Tiefe dann von den vorhandenen Gesteinsschichten reflektiert und zur Erdoberfläche zurückgesandt. Hier können Sensoren die zurückkommenden Signale aufzeichnen.

In Wien wurden die Schwingungen mit speziellen sogenannten Impulsfahrzeugen erzeugt und in den Boden geschickt. An der Unterseite der Fahrzeuge sind dafür Impulsgeber befestigt, die von den Fahrzeugen auf den Boden gepresst werden und dadurch Schwingungen erzeugen. Die Sensoren, die an Wegen und Straßen platziert waren, zeichneten die seismischen Reflexionen aus dem Untergrund auf und übermittelten die Daten an einen Messwagen.

3D-Modell zeigt Heißwasservorkommen

Nachdem die Daten ausführlich analysiert und die Messungen ausgewertet waren, präsentierte das Forschungsteam im Oktober 2021 ein detailliertes geologisches 3D-Modell des Wiener Untergrunds mit erfreulichen Ergebnissen: In etwa 3.000 Metern Tiefe wurde mit dem sogenannten Aderklaaer Konglomerat ein vielversprechendes Heißwasservorkommen lokalisiert. Diese Gesteinsschicht im Wiener Becken entstand wohl bereits vor etwa 20 Millionen Jahren. Laut den Experten sei das Vorkommen für die Tiefengeothermie gut geeignet, da angesichts der Tiefe die Wassertemperatur bei bis zu 100 Grad Celsius liegen könne.

Oberirdisch liegt das Potenzialgebiet ungefähr zwischen den Stadtteilen Donaustadt und Simmering im Osten von Wien. An dieser Stelle sieht der Energieversorger die Chance für die erfolgreiche Nutzung von Geothermie für die Fernwärme. Die Experten schätzen das Potenzial auf bis zu 120 Megawatt thermischer Leistung.

Praktische Tests im Ortsteil Essling

Bevor eine Geothermie-Anlage gebaut werden kann, sind allerdings noch weitere Tests notwendig. Bis zum Frühjahr 2022 soll deshalb ein ehemaliger Erkundungsbohrplatz in dem Stadtteil Essling, östlich von Donaustadt, zu Untersuchungszwecken wieder in Betrieb genommen werden. Über einen mobilen Kran wird Wasser über eine Pumpe gefördert und in dafür errichtete Becken geleitet. Dabei untersuchen die Experten verschiedene Eigenschaften wie die Durchlässigkeit des Gesteins.

Die praktischen Tests in Essling stellen die vorerst letzte Projektphase von „GeoTiefWien“ dar. Sollten die Ergebnisse positiv ausfallen, will Wien Energie bis 2030 bis zu 125.000 Haushalte mit klimaneutraler Fernwärme versorgen. Dank der Geothermie kann der Schatz tief unter der Stadt also geborgen werden.

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