Im Forschungsvorhaben „EWS.MWCNT“ geht es um ein Geothermie-System auf Basis von Kunststoffen, die mit Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNT) für die Herstellung von PE100-RC-Rohren modifiziert werden und dadurch eine deutlich erhöhte Wärmeleitfähigkeit erreichen. Gleichzeitig sollen die neuartigen Sonden alle relevanten Normen und Sicherheitsanforderungen einhalten.

Forschungskonsortium für neue Erdwärmesonden

Das SKZ arbeitet im Rahmen des Netzwerks „NanoGeoTherm“ des Clusters der Nanoinitiative Bayern GmbH mit den Projektpartnern Gerodur MPM Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und der Laus GmbH zusammen.

Neben einem geeigneten Herstellungsverfahren geht es in dem Projekt auch um ein vereinfachtes Testverfahren zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit. Ergänzend planen die Projektpartner Untersuchungen zur Umweltverträglichkeit und Ökotoxizität. „Wir wollen nicht nur die Effizienz steigern, sondern durch transparente Prüfmethoden auch die Akzeptanz neuer Materialien erhöhen. Das ist ein entscheidender Schritt für die Marktdurchdringung innovativer Geothermie-Technologien“, sagt Felix Berthold, Projektleiter am SKZ.

Mehr Effizienz, weniger Kosten für Erdwärmesonden

Mit der Entwicklung soll die Bohrtiefe sowie der insgesamt benötigte Materialeinsatz der Sonden um bis zu 20 Prozent geringer ausfallen können. Trotz höherer Materialkosten für die PE-CNT-Rohre sollen die Gesamtkosten durch geringere Bohrkosten und einen niedrigeren Ressourcenverbrauch sinken.

„Mit dem Projekt schaffen wir die Grundlage für effizientere und kostengünstigere Geothermie-Anlagen und leisten einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung und zur Erreichung der Klimaziele in Deutschland“, sagt Berthold.

Die geringere Bohrtiefe eröffne zudem neue Einsatzmöglichkeiten in Regionen, die bislang aus geologischen Gründen als ungeeignet galten. Dies erleichtere einen breiteren Einsatz der Erdsonden-Wärmepumpen und stärke ihren Beitrag als verlässliche erneuerbare Energiequelle.

Bewertung der möglichen Giftigkeit

Um eine sichere Anwendung zu gewährleisten, sollen die neuen Rohre von Beginn an toxikologisch bewertet werden. Das entwickelte Verfahren zur Toxizitätsbewertung lasse sich zudem auf andere Nanokomposite übertragen und erhöhe so die Sicherheit moderner Nanomaterialien. Ergänzend ermögliche die gezielte Einstellung der thermischen Leitfähigkeit eine standort- und bedarfsgerechte Auslegung von Erdwärmesonden – ein weiterer Schritt hin zu effizienteren Geothermie-Systemen.

Dass Projekt EWS.MWCNT wird im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) mit dem Förderkennzeichen 16KN102921 seit Dezember 2024 bis Ende Mai 2027 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert. Die Fördergemeinschaft für das Kunststoff-Zentrum trägt das SKZ als gemeinnütziger Verein. Mitglieder sind vor allem Unternehmen der Kunststoffindustrie.

Quelle: Kunststoff-Forschungszentrum SKZ | www.solarserver.de © Solarthemen Media GmbH