Die Serie beinhaltet Daten des LBGR über die Mittlere Wärmeleitfähigkeit Brandenburgs und wird über je einen Darstellungs- und Downloaddienst bereitgestellt. Die Karten basieren auf den Legendeneinheiten der Bodenübersichtskarte (BÜK300) mit entsprechender Zuordnung von parametrisierten Flächenbodenformen. Diese stellen je Legendeneinheit eine Bodenformengesellschaft dar. Die einzelnen Flächenbodenformen (FBF) wurden mit bodenphysikalischen Kennwerten belegt, die durch Gelände-und Laboruntersuchungen bestimmt wurden. Dazu wurden für gleiche Horizont-Substrat-Kombinationen (HSK) die Kennwerte Bodenart Trockenrohdichte, Gesamtporenvolumen, Wassergehalt bei Feldkapazität (FK) und Permanentem Welkepunkt (PWP), Humusgehalt statistisch abgeleitet (i.d.R. Medianwerte). Die Wärmeleitfähigkeit (λ) bestimmt die Eigenschaft des Bodens, thermische Energie durch Konduktion zu transportieren. Sie ist die entscheidende Kenngröße für die Nutzung des Bodens als Wärmequelle und -speicher und muss u.a. bei der Anwendung oberflächennaher Geothermie (Erdwärmekollektoren) oder beim Bau erdverlegter Stromkabel berücksichtigt werden. Zur Berechnung der Wärmeleitfähigkeit wurde die Pedotransferfunktion (PTF) nach Markert et al. (2017) unter Berücksichtigung der oben genannten Kennwerte verwendet. Diese PTF basiert auf umfangreichen Messungen der Wärmeleitfähigkeit für ein weites Spektrum der in Brandenburg vorkommenden Böden. Für jede HSK ist die Wärmeleitfähigkeit für die Wassergehalte bei FK und PWP bis in eine Tiefe von 2m berechnet worden. Bei HSK im Einflussbereich des Grundwassers (Gr-Horizonte) wurde die Wärmeleitfähigkeit für volle Wassersättigung veranschlagt. Auf Grund der Parametrisierung der PTF für ausschließlich mineralische Böden wurden folgende Anpassungen vorgenommen: für organische HSK (Torfe) wurde mit einer Wärmeleitfähigkeit von λFK = 0,4 W/m*K und λPWP = 0,2 W/m*K gerechnet (Vgl. Messwerte von Markert et al. 2017; VKR 1.32 AG Boden 2010), für tonige Böden sind auf Grund der geringen Datenlage die Parameter der lehmigen Böden verwendet worden, der Humusgehalt wurde durch λhumos = λmineralisch – Humusgehalt*0,05 berücksichtigt. Für HSK mit anthropogenem Ausgangsgestein war auf Grund unzureichender Messwerte und fehlender Angaben in der Literatur keine Berechnung der Wärmeleitfähigkeit möglich. Die Wärmeleitfähigkeit je Flächenbodenform ist in diesem Fall als gewichtetes harmonisches Mittel unter Berücksichtigung der Mächtigkeit aller Horizonte ermittelt worden. Zur besseren Übersichtlichkeit und Interpretierbarkeit der Ergebnisse wurden die gewichteten harmonischen Mittelwerte der Wärmeleitfähigkeiten in die folgenden 6 Klassen eingeteilt: Wärmeleitfähigkeit [W/m*K] extrem gering ≤ 0,4 sehr gering 0,41 - 0,90 gering 0,91 - 1,40 mittel 1,41 - 1,90 hoch 1,91 - 2,40 sehr hoch 2,41 - 2,90 Für die grafische Darstellung als Karte wurden je Legendeneinheit (LE) die Flächenbodenformen mit gleicher Wärmeleitfähigkeitsklasse zusammengefasst, deren Flächenanteile nach Tab. 66 (AG Boden 2005) je LE addiert und als eine aggregierte dominante, sowie eine aggregiert subdominante λ-FBF ausgewiesen. Bei einigen wenigen Flächen mit sehr heterogener Zusammensetzung der Flächenbodenformen sind drei λ-FBF angegeben.
„Geothermie“ oder „Erdwärme“ ist die unterhalb der Oberfläche der festen Erde gespeicherte Energie in Form von Wärme und zählt zu den regenerativen Energien. Diese beruht im Wesentlichen auf der von der Sonne eingestrahlten Wärmeenergie und dem nach oben gerichteten, terrestrischen Wärmestrom. Die von der Sonne eingestrahlte und von der Erdoberfläche an die Atmosphäre wieder abgegebene Wärmeenergie beeinflusst hierbei maßgeblich die Temperaturen im oberflächennahen Bereich bis etwa 15 bis 20 Metern Tiefe. Hier finden jahreszeitlich bedingte Temperaturschwankungen statt. In größerer Tiefe ist nur noch der terrestrische Wärmestrom maßgebend. Ursache ist die bei der Erdentstehung freigewordene Energie und der Zerfall radioaktiver Isotope. Mit der Tiefe nehmen die Temperaturen hier um durchschnittlich etwa 3 °C pro 100 Meter Tiefe zu. Man spricht auch von der „geothermischen Tiefenstufe“ oder dem „geothermischen Gradienten“. In einer Tiefe von etwa 20 m ist eine unbeeinflusste Temperatur von ca. 9 °C zu erwarten, in 100 m 12 °C und in 1.000 m etwa 40 °C. Der Transport der Wärme erfolgt durch Wärmeleitung von Teilchen zu Teilchen (Konduktion), aber auch durch bewegte Teilchen, also durch Grundwasserfluss (Konvektion). Berlin hat sich vorgenommen, bis spätestens im Jahr 2045 klimaneutral zu werden. Um dies zu erreichen, gilt es, gerade auch die Wärmeversorgung in der Stadt auf erneuerbare Energiequellen umzustellen. Denn fast die Hälfte des gesamten Berliner Endenergiebedarfs entfällt auf die Raumwärme und Warmwasserversorgung von Gebäuden. Bereitgestellt wird diese Wärme derzeit noch zu mehr als 90 Prozent über fossile Energieträger, also Kohle, Erdgas und Öl. Dies muss sich schnellstmöglich ändern. Dabei kann die Tiefe Geothermie – die emissionsfreie Förderung und Nutzung heißen Wassers aus tiefen Bodenschichten – eine wichtige Rolle spielen. Das genaue Potenzial im Berliner Untergrund ist noch unklar und muss erst präzise erkundet werden. Doch schon jetzt schätzen Geologen auf Grundlage bisheriger Erkenntnisse, dass bis zu einem Fünftel der benötigten Wärme mit Hilfe Tiefer Geothermie zur Verfügung gestellt werden könnte, etwa in Nah- und Fernwärmenetzen, über die Berliner Haushalte versorgt werden. Die Technik dazu ist bewährt und wird deutschlandweit in Dutzenden von Anlagen erfolgreich angewandt. Bild: SenMVKU Tiefe Geothermie. Erdwärme für Berlin Tiefe Geothermie, also Wärme, die in den Tiefen der Erde verfügbar ist, soll ein essenzieller Teil der Berliner Wärmeversorgung werden. Wir haben die wichtigsten Details für Sie zusammengestellt. Weitere Informationen Um das geothermische Potenzial von Berlin zu ermitteln, wurde in den Jahren 2009 bis 2012 die „Potenzialstudie zur Nutzung der geothermischen Ressourcen des Landes Berlin“ aufgeteilt in drei Module erarbeitet. Die Ergebnisse zu Modul 1, Grundlagenermittlung , und zu Modul 2, Ermittlung des geothermischen Potenzials und dessen Darstellung, bildeten Grundlagen für die Darstellung der Potenzialkarten . Die Arbeiten zu Modul 3, Thermisch-hydraulische Modellierung, sind in der Zusammenfassung der Berichte (Modul 1 bis 3) enthalten, die nachfolgend als Download zur Verfügung steht. Im Jahr 2023 wurde eine aktualisierte Potenzialstudie zur Mitteltiefen Geothermie in Berlin erstellt, welche die Ergebnisse aus verschiedenen Forschungsprojekten der vorangegangenen 10 Jahren berücksichtigt. Aus dem Verbundprojekt „TUNB – Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken“ ist ein dreidimensionales Modell des Norddeutschen Beckens verfügbar, welches für den Raum Berlin mittels zusätzlicher Daten aus 2D/3D-Seismik und Bohrungen verfeinert wurde. Anschließend erfolgte eine geothermische Parametrisierung der potenziellen Nutzhorizonte, wobei vor allem auf die Ergebnisse der Verbundprojekte Sandsteinfazies, GeoPoNDD und MesoTherm zurückgegriffen wurde. Die aktualisierte Potenzialstudie und die Daten des 3D-Untergrundmodells stehen nachfolgend als Download zur Verfügung. Die Studie untersucht die hydrochemischen Rahmenbedingungen für die Nutzung des Mittleren Buntsandsteins im Raum Berlin für die tiefe Geothermie. Im Fokus steht das Risiko von Salzausfällungen in hochsalinen Thermalwässern sowie deren Einfluss auf Betrieb und Wirtschaftlichkeit geothermischer Dubletten. Auf Basis einer umfassenden Datenrecherche und Modellbetrachtung werden Fluidzusammensetzungen, Mineralisationsgrade und mögliche Ausfällungsprozesse bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere bei hohen Temperaturen, starker Abkühlung und bestimmten Betriebsbedingungen Risiken für Halit- und Sulfatausfällungen bestehen. Die Studie liefert damit wichtige Grundlagen für die Planung, Auslegung und sichere Nutzung geothermischer Anlagen in Berlin. Im Ballungsraum von Berlin ist die Temperatur des Untergrundes durch den Menschen tiefgreifend erwärmt. Der Anstieg der durchschnittlichen Oberflächentemperatur durch die globale Klimaerwärmung hat diesen Prozess zusätzlich noch verstärkt. Dies zeigen langjährige Temperaturmessungen in Grundwassermessstellen unter einer Tiefe von 20 m unter Gelände, unterhalb der jahreszeitliche Temperatureinflüsse durch die Sonne ausgeschlossen sind. In einigen Innenstadtgebieten sind Temperaturbeeinflussungen bis in über 80 m nachgewiesen. Die flächenhaft im Untergrund des Landes Berlin durchgeführten Temperaturmessungen zeigen deutlich, dass im zentralen Innenstadtbereich die Durchschnittstemperatur des Untergrundes und damit auch des Grundwassers zum Teil um mehr als 4 °C gegenüber den dünner besiedelten Randbereichen anthropogen bedingt erhöht ist. Die Temperaturmessungen belegen auch, dass sich dieser Temperaturanstieg zunehmend auch flächenhaft in größeren Tiefen bemerkbar macht. Dies zeigt die Karte für den Bezugshorizont 0 m NHN (Normalhöhennull), das entspricht je nach Lage im Stadtgebiet einer Tiefen von 35 bis 55 m Tiefe. Näheres zu dieser Thematik kann dem Umweltatlas Berlin und der Veröffentlichung zur Veränderung des Temperaturfeldes von Berlin ( BRB Henning & Limberg ) entnommen werden. Grundsätzlich ist die Art und Weise der Nutzung geothermischer Energie von der Temperatur des Vorkommens abhängig. Die oberflächennahe Erdwärme (z.B. bis 100 m) lässt sich derzeit wegen ihrer geringen Temperatur von 8 bis 12 °C nur in Verbindung mit einer Wärmepumpe nutzen, die die erforderliche Wärme für die Raumheizung und die Wassererwärmung erzeugt. Da mit zunehmender Tiefe die Temperatur des Untergrundes ansteigt, kann ab einer bestimmten Tiefe (ab etwa 1.000 m) die Untergrundwärme auch direkt (ohne Wärmepumpe) genutzt werden. Ist eine Stromerzeugung mit Dampfturbinen beabsichtigt, sind in der Regel Temperaturen von über 100 °C notwendig. Die dafür geeigneten Nutzungshorizonte liegen in unserer Region in der Regel drei bis fünf Kilometer unter der Erdoberfläche. In Berlin wird fast ausschließlich die oberflächennahe Geothermie genutzt, d. h. bis zu einer maximalen Tiefe von 100 m. Dafür steht ein ganzes Spektrum von technischen Möglichkeiten zur Verfügung. Alle diese Verfahren benötigen eine Wärmepumpe, die in der Lage ist, die relativ niedrige Temperatur des Untergrundes bzw. des Grundwassers in diesen Tiefen von 8– 2 °C mit Hilfe von elektrischer Energie auf ein für Heizzwecke geeignetes höheres Temperaturniveau zu bringen. Weitere Informationen zur Erdwärmenutzung Zur Erhöhung der Planungssicherheit dieser Erdwärmesondenanlagen werden im Umweltatlas Berlin Potenzialkarten zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit und speziell für Einfamilienhäuser zur spezifischen Entzugsleistung dargestellt. Hierin sind die dafür maßgeblichen geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse subsummiert. Da der Einbau von Erdwärmesondenanlagen in den Untergrund potenziell mit einem Risiko der Grundwassergefährdung verknüpft ist, werden zum Schutz des Grundwassers bei der Errichtung einer solchen Anlage hohe wasserrechtliche Anforderungen an das Bohrverfahren, die anschließende Bohrlochabdichtung, Drucktests, Dokumentation etc. gestellt. Neuere Forschungsergebnisse, Schadensfälle sowie die stark gestiegene Anzahl der Erdwärmesondenanlagen bestätigen diese Gefährdung immer wieder. Weitere Informationen zur Anzeigepflicht für Bohrungen Da Berlin sein Trinkwasser zu 100 % aus dem Grundwasser und fast ausschließlich aus dem eigenen Stadtgebiet bezieht, werden deshalb bei der Errichtung einer Erdwärmesondenanlage in dem dafür erforderlichen wasserbehördlichen Erlaubnisverfahren zum Schutz des Grundwassers besonders hohe Anforderungen gestellt. Näheres kann dem “Merkblatt für Erdwärmesonden und Erdwärmekollektoren mit einer Heizleistung bis 30 kW” entnommen werden. Pflichtenheft zur Methodik und Dokumentation thermohydrodynamischer Modellierungen im Rahmen des wasserrechtlichen Erlaubnisverfahrens zum Betrieb von Erdwärmesondenanlagen mit einer Heizleistung von >30 kW Kartenwerke zur Grundwassertemperatur Kartenwerke zum Geothermischen Potenzial Geothermisches Potenzial – Karten aktualisiert im Geoportal verfügbar Auf der Basis von ca. 14.950 Bohrungen der Bohrungsdatenbank der AG Landesgeologie der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt wurden zwölf Karten neu berechnet. Die verfeinerten Planungshilfen für die Auslegung von Erdwärmesondenanlagen stehen für die Tiefenklassen 0–40 m, 0–60 m, 0–80 m und 0–100 m zur Verfügung. Weitere Informationen Karten im Umweltatlas Berlin
Der Datensatz beinhaltet Daten des LBGR über die Wärmeleitfähigkeit Brandenburgs bei Permanentem Welkepunkt (PWP) - im Spätsommer und wird über je einen Darstellungs- und Downloaddienst bereitgestellt. Es werden die mittlere Wärmeleitfähigkeit als gewichtetes Mittel bis 2m Tiefe mit Wassergehalten bei Permanentem Welkepunkt (pF 4,2) dargestellt. Sie entspricht den standortabhängigen, im Jahresverlauf niedrigsten Wärmeleitfähigkeiten wie sie im Spätsommer am Ende der Vegetationsperiode zu erwarten sind. Grundwasserstände wurden bei der Berechnung berücksichtigt. Die Wärmeleitfähigkeit (λ) bestimmt die Eigenschaft des Bodens, thermische Energie durch Konduktion zu transportieren. Sie ist die entscheidende Kenngröße für die Nutzung des Bodens als Wärmequelle und -speicher und muss u.a. bei der Anwendung oberflächennaher Geothermie (Erdwärmekollektoren) oder beim Bau erdverlegter Stromkabel berücksichtigt werden.
Der Datensatz stellt Informationen hinsichtlich oberflächennaher, mitteltiefer und tiefer Geothermie bereit. Die oberflächennahe Geothermie betrachtet die Wärmeleitfähigkeit der Gesteine für Erdwärmesonden bis in 100 Meter Tiefe sowie die geothermische Ergiebigkeit für Erdwärmekollektoren. Hinsichtlich mitteltiefer Geothermie liefert der Datensatz Informationen zur Planung von geothermischen Anlagen bis in 1.000 Meter Tiefe. Für die Planung von tiefen geothermischen Anlagen (Dubletten) bis in mehr als 5.000 Meter Tiefe werden geologische Informationen über die als Zielhorizonte in Frage kommenden Kalkstein- sowie Sandsteinschichten zur Verfügung gestellt. Der Datensatz liefert damit wertvolle Eckdaten bezüglich der Nutzungsmöglichkeiten von Erdwärme; beispielsweise zum Beheizen oder Klimatisieren von Gebäuden aller Art. Verfügbare Kartenthemen: Wärmeentzugsleistung für Erdwärmekollektoren; Wärmeleitfähigkeit für oberflächennahe Systeme in 40, 60, 80, 100 Meter Tiefe; Übersichtsdarstellung hydrogeologisch sensibler Bereiche; Bereich erhöhter Fließgeschwindigkeit; Wärmeleitfähigkeit für mitteltiefe Erdwärmesonden in 250, 500, 750, 1.000 Meter Tiefe; offene Wärmespeicher (ATES); Dublette; oberkreidezeitliche, unterkarbonzeitliche und devonzeitliche Karbonate sowie triassische Sandsteine als Zielhorizonte (Top, Mächtigkeit, Temperatur, Faziesverteilung).
Henning, A. & Limberg, A. (1995): Das Grundwasser-Temperaturfeld von Berlin. – Brandenburgische Geowiss. Beitr., 2, 1, S. 97-104, Kleinmachnow. (Download pdf; 2,8 MB) SenGUV (Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz) (Hrsg.) 2009: Potenzialstudie zur Nutzung der Geothermischen Ressourcen des Landes Berlin – Modul 1 – Grundlagenermittlung. Internet: www.berlin.de/sen/uvk/_assets/umwelt/wasser-und-geologie/publikationen-und-merkblaetter/geotherm-potenzialstudie_modul1.pdf (Zugriff am 14.12.2020) SenGUV (Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz) (Hrsg.) 2011: Potenzialstudie zur Nutzung der Geothermischen Ressourcen des Landes Berlin – Modul 2 – Ermittlung des geothermischen Potenzials und dessen Darstellung. Internet: www.berlin.de/sen/uvk/_assets/umwelt/wasser-und-geologie/publikationen-und-merkblaetter/geotherm-potenzialstudie_modul2.pdf (Zugriff am 14.12.2020) SenMVKU (Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt) (Hrsg.) 2022: Merkblatt Erdwärmenutzung in Berlin. Internet: www.berlin.de/sen/uvk/_assets/umwelt/wasser-und-geologie/publikationen-und-merkblaetter/merkblatt_geothermie.pdf (Zugriff am 14.11.2022) VDI (Verein Deutscher Ingenieure) 2010: VDI-Richtlinie 4640. Karten SenStadtUm (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin) (Hrsg.) 2016: Umweltatlas Berlin, erweiterte und aktualisierte Ausgabe, Karte 02.14 Grundwassertemperatur, 1:50 000, Berlin. Internet: /umweltatlas/wasser/grundwassertemperatur/2015/karten/index.php
Erklärung zur Barrierefreiheit Kontakt zur Ansprechperson Landesbeauftragte für digitale Barrierefreiheit Die gute Durchlüftung von Siedlungsgebieten kann zum Abbau von thermischen Belastungen führen. In Berlin sind die aus den innerstädtischen Grünanlagen in die Bebauung gerichteten Strömungen von großer Bedeutung. Die Karte stellt anhand der hochaufgelösten Windrichtungspfeile und Kaltluftvolumenwerte das örtliche Potenzial zur Belüftung der bebauten Gebiete zum dargestellten Zeitpunkt dar. 04.10.01 Bodennahes Windfeld und Kaltluftvolumenstrom Weitere Informationen Die Verteilung der Kenngröße Lufttemperatur stellt in Berlin an typischen Sommertagen aufgrund fehlender ausgeprägter Orographie vor allem eine Folge der Verteilung von bebauten und begrünten Flächen in der Stadt dar. Die Karte stellt zum ausgewählten Zeitpunkt die Verteilung der Temperaturwerte in 2 m Höhe dar. 04.10.02 Lufttemperatur Weitere Informationen Die Strahlungstemperatur ist eine wichtige, die Lufttemperaturverteilung ergänzende Komponente für die Berechnung der bioklimatischen Bewertungsindices, da sie einen großen Einfluss auf die Wärmebilanz des Menschen hat. Sie berücksichtigt die verschiedenen Strahlungsflüsse auf den Menschen. Zur Kennzeichnung der stadtklimatischen Ortslage ist wiederum eher die Nachtsituation geeignet. Im nächtlichen Temperaturniveau liegen die dicht bebauten Gebiete am höchsten, gefolgt von den Wasserflächen. 04.10.03 Strahlungstemperatur Weitere Informationen Das Ausmaß der Abkühlung kann je nach den nutzungsabhängigen Boden- und Oberflächeneigenschaften große Unterschiede aufweisen. Die Stadtstrukturen zeichnen sich in charakteristischer Weise ab. Die niedrigste Abkühlung liegt aufgrund der hoher Wärmeleitfähigkeit und -kapazität über Gewässerflächen sowie Siedlungsflächen mit hoher baulicher Dichte vor. Waldflächen und stark durchgrünte Siedlungstypen weisen dagegen deutlich höhere Abkühlungsraten auf. 04.10.04 Nächtliche Abkühlung zwischen 22:00 Uhr und 04:00 Uhr Weitere Informationen Meteorologische Parameter wirken nicht unabhängig voneinander auf den Menschen ein, sie bedürfen einer integrierenden Bewertung. Die PET-Werte um 14:00 Uhr verdeutlichen eine starke Abhängigkeit der auftretenden Wärmebelastung am Tage von der örtlichen Verschattungssituation, während die Situation am frühen Morgen um 04:00 Uhr zeigt, dass Äcker und Wiesen stark abgekühlt haben, während die bebauten Stadträume je nach Dichte in einem deutlich höheren Werteniveau verbleiben. 04.10.05 Bewertungsindex Physiologisch Äquivalente Temperatur (PET) Weitere Informationen Klimatologische Kenntage stellen die Über- oder Unterschreitung definierter Schwellenwerte, hier der Lufttemperatur, dar. Es prägen sich in der Verteilung der Anzahl der Tage pro Jahr deutlich die Abhängigkeiten von der jeweiligen Flächennutzung durch. Die Stadtzentren West und Ost weisen die höchsten Werte sowohl für die Tagesindices als auch den Nachtindex auf. 04.10.06 Anzahl meteorologischer Kennwerte im Mittel der Jahre 2001-2010 Weitere Informationen Die Klimaanalysekarte bildet den planungsrelevanten Ist-Zustand der Klimasituation ab. Dazu werden das Ausmaß der städtischen Überwärmung, die Ausgleichsleistungen kaltluftproduzierender Flächen sowie räumliche Beziehungen zwischen Ausgleichs- und Wirkungsräumen dargestellt. Einbezogen werden auch die Auswirkungen von Freiflächen des Umlandes auf das Stadtgebiet. 04.10.07 Klimaanalysekarte Weitere Informationen
Informationen der staatlichen Umweltverwaltung Mecklenburg-Vorpommern: - Übersichtskarten der mittleren spezifischen Wärmeleitfähigkeit (in W/m K) für die Tiefenbereiche 0 bis 40, 60, 80 und 100 m - Die Karten wurden durch Regionalisierung (KRIGING) der punkt - bezogenen Wärmeentzugsleistung für ca. 15.000 Bohrungen erstellt - die bohrungsbezogene Wärmeleitfähigkeit wurde durch Auswertung von Thermal Response Tests in M-V sowie Wärmeleitfähigkeitsmessungen an Lockergesteinsproben in norddeutschen Bundesländern ermittelt
Allgemeines In den vergangenen Jahren wurde die Erdwärme (Geothermie) in Berlin bereits vielfach genutzt. Seit dem Jahr 2004 stieg die Anzahl der Anlagen zur Nutzung der oberflächennahen Erdwärme von 132 auf rd. 3.500 Anlagen im Jahr 2018 (Stand 30.09.2018). Dieser Trend hält auch weiterhin an und stellt einen wichtigen Faktor beim Energiemix der künftigen Nutzung der erneuerbaren Energien dar. Die Erdwärme ist im Gegensatz zu den meisten anderen erneuerbaren Energieträgern wie Wind, Wasser oder Sonne eine Energieform, die unabhängig von Witterung, Tages- und Jahreszeit nahezu ständig zur Verfügung steht. Der Nutzung der oberflächennahen Erdwärme steht ein ganzes Spektrum von technischen Möglichkeiten zur Verfügung. Alle diese Verfahren benötigen eine Wärmepumpe, die in der Lage ist, die relativ niedrige Temperatur des Untergrundes bzw. des Grundwassers in diesen Tiefen von 8 – 11 °C mit Hilfe von mechanischer / elektrischer Energie auf ein für Heizzwecke geeignetes höheres Temperaturniveau zu bringen. Neben vielen anderen möglichen Verfahren wird heute in Berlin zu 93 % die Erdwärme mit vertikalen Erdwärmesondenanlagen erschlossen (siehe Abb. 1). Erdwärmesonden sind geschlossene Kunststoffrohrsysteme, die in Bohrlöchern installiert werden und in denen ein Wasser-/Sole-Gemisch zirkuliert, welches dem umgebenen, mit Grundwasser erfüllten Gestein die Wärme entzieht. Die Tiefe der Erdwärmesonden liegt in der Regel je nach geologischer und anlagenbedingter Voraussetzung zwischen 40 bis 100 m. Zur Erhöhung der Planungssicherheit dieser Erdwärmesondenanlagen werden hier Potenzialkarten zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit (Karten 02.18.1 – 02.18.4) und speziell für Einfamilienhäuser zur spezifischen Entzugsleistung (Karten 02.18.5 – 02.18.12) dargestellt. Hierin sind die dafür maßgeblichen geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse subsummiert. Da der Einbau von Erdwärmesondenanlagen in den Untergrund potenziell mit einem Risiko der Grundwassergefährdung verknüpft ist, werden zum Schutz des Grundwassers bei der Errichtung einer solchen Anlage hohe wasserrechtliche Anforderungen an das Bohrverfahren, die anschließende Bohrlochabdichtung, Drucktests, Dokumentation etc. gestellt. Neuere Forschungsergebnisse, Schadensfälle sowie die stark gestiegene Anzahl der Erdwärmesondenanlagen bestätigen diese Gefährdung immer wieder. Da Berlin sein Trinkwasser zu 100 % aus dem Grundwasser und fast ausschließlich aus dem eigenen Stadtgebiet bezieht, werden deshalb bei der Errichtung einer Erdwärmesondenanlage in dem dafür erforderlichen wasserbehördlichen Erlaubnisverfahren zum Schutz des Grundwassers besonders hohe Anforderungen gestellt. Näheres dazu unter www.berlin.de/sen/uvk/_assets/umwelt/wasser-und-geologie/publikationen-und-merkblaetter/merkblatt_geothermie.pdf Spezifische Wärmeleitfähigkeit Die spezifische Wärmeleitfähigkeit stellt das Vermögen des Gesteins dar, die Wärme weiter zu leiten. Sie ist eine der wichtigsten Kenngrößen im Zusammenhang mit der korrekten Dimensionierung der Erdwärmesondenanlage. Sie ist ein Maß dafür, wie schnell die entnommene Wärme über die im Untergrund anstehenden Gesteine nachgeliefert werden kann. Die Einheit wird in Watt pro Meter * Kelvin [W/mK] angegeben. Die Wärmeleitfähigkeit ist eine gesteinsspezifische Eigenschaft, die vom Mineralgehalt, der Porosität und der Porenfüllung abhängt. Luft ist ein schlechter Wärmeleiter, deshalb haben trockene Sedimente oberhalb des Grundwasserspiegels eine geringere Wärmeleitfähigkeit. Da Wasser hingegen eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft besitzt, wird der Wert der Wärmeleitfähigkeit des wassergesättigten Gesteins deutlich verbessert. In den Karten zur Wärmeleitfähigkeit sind deshalb die Grundwasserverhältnisse berücksichtigt. Spezifische Entzugsleistung Die spezifische Entzugsleistung ist im Gegensatz zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit eine Größe, die von zahlreichen speziellen Randbedingungen insbesondere vom gesteinsspezifischen Wärmetransportvermögen des Untergrundes, aber vor allem auch von technischen Größen der Erdwärmesondenanlagen wie der Anzahl der Betriebsstunden, der gegenseitigen Beeinflussung benachbarter Anlagen, der Bohrlochgröße, der Wärmeleitfähigkeit der Verpressung u. a. abhängt. Die Einheit der spezifischen Entzugsleistung wird in Watt pro Meter [W/m] angegeben. Für eine Heizanlage ohne Warmwasseraufbereitung werden 1.800 Betriebsstunden pro Jahr [h/a] angesetzt; 2.400 h/a sind es bei Anlagen zusätzlich mit Warmwasseraufbereitung (s. u.). Grundwasserfluss Bei Erdwärmesonden ist ein hohes Wärmetransportvermögen des Untergrundes erwünscht, damit die dem Untergrund entzogene Wärme möglichst rasch aus der Umgebung nachgeliefert wird. Die Wärmenachführung erfolgt sowohl durch die Wärmeleitfähigkeit des Gesteins als auch durch den sehr geringen Grundwasserfluss. Da der Grundwasserfluss besonders für die großen Tiefen schwer bestimmbar ist und die (geringe) Fließgeschwindigkeit des Grundwassers zudem überall unterschiedlich ist, wird der Grundwasserfluss hier bei der Berechnung vernachlässigt. Damit sind die Angaben zur spezifischen Entzugsleistung konservativ ermittelt und können als Sicherheitszuschlag für die Sondendimensionierung angesehen werden. Im Übrigen gelten die Angaben zur spezifischen Entzugsleistung nur für die angegebenen Randbedingungen (s. u.).
Böttcher, F. & Zosseder, K., 2022: Thermal influences on groundwater in urban environments – A multivariate statistical analysis of the subsurface heat island effect in Munich, Science of The Total Environment, Volume 810, 2022 Flächennutzung, 2020: Reale Nutzung der bebauten Flächen / Grün- und Freiflächenbestand 2020, Umweltatlas Berlin, von https://www.berlin.de/umweltatlas/nutzung/flaechennutzung/ Gross, G., 1991: Das Klima der Stadt. In: Hutter, K. (eds) Dynamik umweltrelevanter Systeme. Springer, Berlin, Heidelberg. Grundwasser, 1987: Grundwasser – Richtlinien für Beobachtung und Auswertung, Teil 2 -Grundwassertemperatur. – Länderarbeitsgemeinschaft Wasser, Arbeitskreis „Grundwassermessung“. Henning, A. & A. Limberg, 2012: Veränderung des oberflächennahen Temperaturfeldes von Berlin durch Klimawandel und Urbanisierung. Brandenburgische Geowiss. Beitr., 19, 1, S. 81-92, Cottbus. Henning Energie- und Umweltberatung, 2010 : Aktualisierung der Temperaturkarte von Berlin – Analyse der Messungen aus dem Sondertemperaturmessnetz, Gutachten im Auftrag der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, unveröffentlicht. Matthée, H. K., 2021: Die Untersuchung der Untergrundtemperatur in Berlin im Jahr 2020 bis in 100 Meter Tiefe – (Bachelorarbeit, Fachgebiet Geophysik), Technische Universität Berlin, unveröffentlicht. Menberg, K., Bayer, P., Zosseder, K., Rumohr, S. & Blum, P., 2013: Subsurface urban heat islands in German cities. Sci. Total Environ. 442: S. 123-133. NOAA (National Centers for Environmental information) (Hrsg.): Internet: https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/climate-at-a-glance/global/time-series (Zugriff am 08.05.2026) Scheytt, T., 2025: Bewertung der Temperaturveränderung durch geothermische Nutzung von Grundwasserleitern, Geothermische Energie – Fachzeitschrift für geothermische Forschung und Anwendung in Deutschland, Österreich und der Schweiz, Heft Nr. 111: S. 18-21, Juni 2025 SenMVKU (Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt) (Hrsg.) 2025: Bohrtiefen der oberflächennahen Geothermie und Informationen zum wasserbehördlichen Vollzug Geoportal Berlin: https://gdi.berlin.de/view/geologie_rupelton SenStadt (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung) (Hrsg.) (2009): Umweltatlas Berlin, Karte 02.07 Flurabstand des Grundwassers, Berlin. /umweltatlas/wasser/flurabstand/2009/karten/artikel.988475.php SenStadt (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung) (Hrsg.) (2015): Umweltatlas Berlin, Karte 06.01 Reale Nutzung der bebauten Flächen, Berlin. /umweltatlas/nutzung/flaechennutzung/2015/karten/artikel.1010091.php SenStadtUm (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt) (Hrsg.) 2018: Umweltatlas Berlin, Karte 02.18, Geothermisches Potenzial – spezifische Wärmeleitfähigkeit und spezifische Entzugsleistung, 1 : 50 000, Berlin. /umweltatlas/wasser/geothermisches-potenzial/2017/karten/ SenStadtUm (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt) (Hrsg.) 2020: Umweltatlas Berlin, Karte 02.12, Grundwasserhöhen des Hauptgrundwasserleiters und des Panketalgrundwasserleiters (Ausgabe Mai 2020), 1 : 50 000, Berlin. /umweltatlas/wasser/grundwasserhoehen/2020/karten/artikel.1166523.php SenStadtWohn (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Wohnen) (Hrsg.) (2021): Umweltatlas Berlin, Karte 04.02.1 Langjähriges Mittel der Lufttemperatur 1981-2010, Berlin. /umweltatlas/klima/entwicklung-von-klimaparametern/1981-2010/karten/artikel.1061493.php SenStadt (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen Berlin) (Hrsg.) 2021: Umweltatlas Berlin, Karte 01.02 Versiegelung, 1 : 50.000, Berlin. Internet: /umweltatlas/boden/versiegelung/2021/zusammenfassung/
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 515 |
| Kommune | 6 |
| Land | 117 |
| Weitere | 5 |
| Wissenschaft | 117 |
| Zivilgesellschaft | 28 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 2 |
| Förderprogramm | 441 |
| Hochwertiger Datensatz | 12 |
| Kartendienst | 4 |
| Text | 91 |
| unbekannt | 56 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 65 |
| Offen | 541 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 582 |
| Englisch | 58 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 9 |
| Bild | 3 |
| Datei | 49 |
| Dokument | 82 |
| Keine | 259 |
| Multimedia | 1 |
| Webseite | 282 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 421 |
| Lebewesen und Lebensräume | 386 |
| Luft | 226 |
| Mensch und Umwelt | 606 |
| Wasser | 219 |
| Weitere | 606 |