Genehmigungsrechtliche Aspekte bei der Zulassung von … · 2019. 9. 18. · Senatsverwaltungfür Umwelt, Verkehrund KlimaschutzBerlin | ReferatII D 3 Gewässerschutz/ Grundwasserbenutzungen|

Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz Berlin | Referat II D 3 Gewässerschutz / Grundwasserbenutzungen| Dr. Marec Wedewardt

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Genehmigungsrechtliche Aspekte bei der Zulassung von Erdwärmeanlagen in Berlin

KolloquiumGrundwassererwärmung in urbanen Gebieten – (k)ein Problem?7. November 2017, Rathaus Dresden


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Inhalt

1. Randbedingungen

2. Ist-Situation Oberflächennahe Geothermie

3. Rechtlicher Rahmen

4. Anwendungspraxis

5. Mögliche Auswirkungen

6. Maßnahmen

7. Praxisbeispiele

8. Fazit und Ausblick


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Hydrogeologisches Profil

Randbedingungen


4

Stark wachsende StadtBevölkerungsprognosen vs. reale Bevölkerungsentwicklung(Daten publiziert bei Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt)

� GrundversorgungTrinkwasserEnergie…

� Infrastrukturöffentlicher NahverkehrWohnraum…

Bevölkerungszuwachs bedeutet Nachfrage von 15.000 bis 20.000 Wohnungen pro Jahr (Quelle: Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Wohnen)

Randbedingungen - Die Wachsende Stadt - Berlin


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Randbedingungen

Trinkwassergewinnung in Berlin:

� aus dem eigenen Stadtgebiet� naturnahe Aufbereitung� Grundwasseranreicherung

Quelle: http://www.stadtentwicklung.berlin.de/umwelt/umweltatlas/karten/pdf/02_11_2009.pdf


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Einbauten im Untergrund mit thermischen Einflüssen

oberirdische Topographie spiegelt sich auch im Untergrund wieder:Tiefgeschosse, -garagen

TunnelbauwerkeAbwasserkanäleunterirdische Stromtrassen

Geothermiesystemeunterirdische Energiespeicher

Randbedingungen


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Ist-Situation Oberflächennahe Geothermie

Erdwärmeanlagen Berlin

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

An

zah

l

Stand: 30.10.2017

Anlagen >30 kW

Wasser-Wasser-Anlagen

Erdwärmekollektoranlagen

Erdwärmesondenanlagen

20

133

1848

162129

306

366

330

362380

247

285

240

166

137117

62


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� Stark zunehmende Anlagendichte

� Steigende Anzahl Großanlagen [>> 50 kW]

� Verdichtung in eng bebauten Innenstadtbereichen

� "Routine" bei Anlagen < 30 kW

� Preisdruck auf dem Geothermiemarkt

� Teil erneuerbarer Energien – Beitrag zur Energie-/Wärmewende



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EuroparechtWasserrahmenrichtlinie

BundesrechtWasserhaushaltsgesetz

BundesberggesetzLagerstättengesetzUmweltverträglichkeitsprüfungsgesetzBundesnaturschutzgesetzBundes-Bodenschutzgesetz

LandesrechtLänder Wassergesetze (z. B. Berliner Wassergesetz)WasserschutzgebietsverordnungenErlasse (Anordnung an andere staatliche Stellen)

Rechtlicher Rahmen


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Wasserhaushaltsgesetz

§ 8 Erlaubnis

Abs. 1: Die Benutzung eines Gewässers bedarf der Erlaubnis ...

§ 9 Benutzungen

Abs. 1 Nr. 5: das Entnehmen, Zutagefördern, Zutageleiten und Ableiten von Grundwasser [z. B. Wasser-Wasser-Wärmepumpen]

Abs. 2 Nr. 2: Maßnahmen, die geeignet sind, dauernd oder in einem nicht nur unerheblichen Ausmaß schädliche Veränderungen der Wasserbeschaffenheit herbeizuführen [z. B. Erdwärmenutzungen]

§ 13 Inhalts- und Nebenbestimmungen

Abs. 1: … sind auch nachträglich sowie auch zu dem Zweck zulässig, nachteilige Wirkungen für andere zu vermeiden oder auszugleichen.

Abs. 2 Nr. 3: … die Bestellung verantwortlicher Betriebsbeauftragter vorschreiben,

Rechtlicher Rahmen


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§ 18 Widerruf der Erlaubnis

Abs. 1: Die Erlaubnis ist widerruflich.

§ 100 Aufgaben der Gewässeraufsicht

Abs. 1: …die Gewässer sowie die Erfüllung der öffentlich-rechtlichen Verpflichtungen zu überwachen, … Die zuständige Behörde ordnet nach pflichtgemäßem Ermessen Maßnahmen an, um Beeinträchtigungen des Wasserhaushalts zu vermeiden.

§101 Befugnisse der Gewässeraufsicht

Abs. 1 Nr. 2: technische Ermittlungen und Prüfungen vorzunehmen,Nr. 3: zu verlangen, dass Auskünfte erteilt, Unterlagen vorgelegt ...

§ 103 Bußgeldvorschriften

Abs. 1 Nr. 20: Ordnungswidrig handelt, …, entgegen §101 Abs. 2 … eine Auskunft nicht, nicht richtig, nicht vollständig oder nicht rechtzeitig erteilt.

Rechtlicher Rahmen


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Technische Regelwerke

� Stand der Technik (§3 Nr. 11 WHG)� Beste verfügbare Techniken (IVU-RL)� Allgemein anerkannte Regeln der Technik

(niedrigstes Technikniveau, nicht normiert)� Stand von Wissenschaft und Technik

Regelwerke Sonstige Gütesiegel Länderleitfäden Literatur (Beispiele) Zertifizierung

VDI 4640 Teil 1-5 (E) LAWA 2011: Wasserwirtschaftliche Anforderungen an EWS

WärmepumpeEHPA Gütesiegel

Je Bundesland UBA UFOPLAN: Auswirkungen thermischer Veränderungen … Geothermie, 2015

DVGW W 120-2DVGW Cert GmbHZertifizierung Bau

DIN 8901 2002 LQS EWS Baden-Württemberg

H. Brielmann et. al. 2011H. Brielmann et. al. 2009

SIA-Norm 384/6 (CH) AQUITHERM Projekt

Empfehlungoberflächennahe Geothermie – Planung, Bau, Betrieb und Überwachung –EA Geothermie, 2014

Auswahl:


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Anwendungspraxis

Oberflächennahe → Erdwärmesonden, Erdwärmekollektoren Geothermie → Geothermische Brunnenanlagen

→ Erdberührte Betonbauteile (u.a. Energieschlitzwände, -pfähle)

Besonderheiten

� Erdwärmesondenfelder für geothermische Großanlagen

� Kompakte Siedlungsgebiete mit intensiver Geothermienutzung, analog Erdwärmesondenfelder


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� Geothermische Speicher für saisonale Wärme- und Kältespeicherung:

AquiferspeicherErdwärmesondenspeicherKavernenspeicher

Sommer WinterKühlen HeizenDas

Bild kann

Das Bild kann

Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden.

Anwendungspraxis


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Auswirkungen auf

� Grundwasser(Stockwerksbau, Absenkung / Anhebung, Arteser, Stoffeinträge, hydrochemische / thermische / biologische Änderungen)

� Geologie(Lösungserscheinungen, Mineralumbildungen/Quellungen, Ausgasungen)

� Untergrund(Hebungen, Verbruch)

� Umwelt(Verunreinigungen von Gewässern und Grundstücken, Altlasten, Ausgasungen)

� Anlagentechnik(Verockerung)

Mögliche Auswirkungen


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Mögliche Auswirkungen

Thermische Auswirkungen

→ wasserrechtlicher Benutzungstatbestand (WHG §9 Abs. 2 Nr. 2)

Beeinflussung von� Grundwasser-Lebensgemeinschaften� Ökosystemfunktionen� Grundwasserqualität� Fließgeschwindigkeit

� benachbarten Geothermieanlagen

→ Trinkwassergewinnung

→ Übernutzung der Potenziale


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Maßnahmen

1. Wasserbehördliche Erlaubnis

Großanlagen (>> 30 kW Heizleistung)� GRT (Präzisierung der Untergrundkenntnisse )� thermohydrodynamische Simulation (Auswirkungen des Betriebes auf

das Grundwasser über 25 Jahre +)

Mögliche Auflagen (Auszug):� Bestellung eines Betriebsbeauftragten� Errichtung von Temperaturmessstellen� Temperaturmessungen, Erfassung Betriebsdaten (Stromzähler,

Wärmemengen, Wärmepumpenlaufzeiten)� Min.- und Max. Temperaturen für die Benutzung des Grundwassers� durchschnittliche jährliche Temperaturänderung� Bewertungsbericht


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Maßnahmen

2. Überwachung

� Bewertung der zur Antragstellung eingereichten Modellierung� Überwachung der Anlagenerrichtung (Qualitätssicherung)� Überwachung des Anlagenbetriebes� Vollzug bei Verstößen gegen Auflagen (z. B. Temperaturänderung -

Anlagenregulierung)

� Festlegung von Temperaturgrenzwerten:Berlin min. 5°C bis max. 20°C, Temperaturänderung ∆ 3 K

� Festlegung der Betriebsmodi:Heizen oder Heizen und Kühlen

Praxis → Grenzen: mehrere Eigentümer, Eigentümerwechsel, Wartungsverträge, Verständnis der haustechnischen Steuerung, Betriebsbeauftragte …


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Warum?

� Umweltgesetze� Vorsorgender Grundwasserschutz� hohe Anlagendichte� lange Betriebszeiten� Vorbelastungen im Untergrund� Unsicherheiten in der Anlagensteuerung

Maßnahmen


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Prognose mit der Antragstellung – thermohydrodynamische ModellierungTemperaturentwicklung über 25 Betriebsjahre

Darstellung im Antrag:BeispielAnfang 25. Jahr Ende Heizfall – Ende März im 1./2. GwLEnde 25. Jahr Ende Kühlfall – Ende September im 1./2. GwL

Ausgangstemperatur 11,7 °C77 kW Heizleistung, 79 kW Kühlleistung, 16 EWS

Praxisbeispiele


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Praxisbeispiel 1

52 kW Heizleistung, 104 kW Kühlleistung

GwT Messstelle Anstrom

GwT Messstelle Abstrom

� Erdwärmesonden unter Gebäude� GwT Messstellen im Keller zugänglich� Abstände GwT Messstellen zu EWS

nicht optimal


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-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0

Tie

fe [

m a

b G

OK

]

Temperatur [°C]

Temperaturveränderung im Abstrom

GRT 28.07.11

TMB 09.04.14

TMB 19.09.14

TMB 23.04.15

TMB 15.10.15

TMB 14.04.16

TMB 13.10.16

TMB 09.05.17

TMB 18.09.17

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0

Tie

fe [

m ab

G

OK

]Temperatur [°C]

Temperaturveränderung im Anstrom

TMN 09.04.14

TMN 19.09.14

TMN 23.04.15

TMN 15.10.15

TMN 14.04.16

TMN 13.10.16

TMN 09.05.17

TMN 18.09.17


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Praxisbeispiel 2

45 kW Heizleistung

GwT Messstelle Anstrom

GwT Messstelle Abstrom

GwT Messstelle Verlust

Erdwärmesondenfeld


25

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0

Tie

fe [

m a

b G

OK

]

Temperatur [°C]

Temperaturveränderung im Abstrom

TMB 11.06.14

TMB 20.01.15

TMB 09.07.15

TMB 04.02.16

TMB 20.10.16

TMB 10.05.17

TMB 29.09.17

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0

Tie

fe [

m a

b G

OK

]

Temperatur [°C]

Temperaturveränderung im Anstrom

TMN 11.06.14

TMN 20.01.15

TMN 09.07.15

TMN 04.02.16

TMN 20.10.16

TMN 10.05.17

TMN 29.09.17


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Fazit und Ausblick

� komplexe wasserwirtschaftliche Verhältnisse

� Vielzahl konkurrierender Grundwasserbenutzer

� hochwertige Planung

Anpassung der Planung und Technik an das Projekt

� normgerechte Ausführung

Einhaltung der Qualitätsanforderungen

� Qualitätssicherung und Überwachung

� klare und einheitliche Vorgaben der Behörden

� ganzheitliche Energiekonzepte

� dauerhafte Sicherstellung der Trinkwasserversorgung

� nachhaltiger Grundwasserschutz

� Vermeidung von Schadensfällen

� Schutz von Bauherrn und Bürgern

� Beitrag der Geothermie als grundlastfähige Energiequelle zum zukünftigen Energiemix


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Fazit und Ausblick

Diskussion

� gründliche und kritische Bewertung neuer Technologien

z.B. Bohrverfahren, geothermische Sondersysteme

� breite Diskussion

z. B. unterirdische Energiespeicherung

� unterirdische 3D Raumordnung

� Temperaturmanagement


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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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