Die steigenden Temperaturen in städtischen Gebieten sind ein zunehmendes Problem, das durch verschiedene Faktoren wie versiegelte Flächen, dichte Bebauung und Abwärme aus Klimaanlagen und Industrie verstärkt wird. Dieser sogenannte Urban-Heat-Island-Effekt führt dazu, dass Städte sich erheblich aufheizen, was wiederum den Bedarf an Kühlung erhöht und einen Teufelskreis in Gang setzt. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, hat die Technische Universität Berlin ein innovatives Projekt mit dem Titel CO₂OL ISLANDS ins Leben gerufen. Ziel dieses Projekts ist es, Wege zu finden, wie Städte trotz zunehmender Hitzebelastung lebenswerter und klimaresilienter gestaltet werden können.
Ein zentraler Ansatz des Projekts ist die saisonale Speicherung von Wärme im Untergrund. Dabei wird die von Menschen verursachte Abwärme, die im Sommer entsteht, im Boden gespeichert und kann dann im Winter zur Wärmeversorgung genutzt werden. Dies stellt nicht nur eine Möglichkeit dar, die Energieeffizienz zu steigern, sondern auch den Untergrund als aktiven Bestandteil der städtischen Klimaanpassungsmaßnahmen zu betrachten. Prof. Dr. Tomás Fernandez-Steeger betont, dass es wichtig ist, die Wechselwirkungen zwischen Wärmeeintrag, -speicherung und -entzug im Untergrund besser zu verstehen. Nur so kann Geothermie effektiv genutzt werden, um städtische Hitze zu reduzieren, ohne den Boden und das Grundwasser zu belasten.
Ein innovatives Element des Projekts ist der Einsatz eines Urbanen Digitalen Zwillings. Dieser digitale Zwilling kombiniert geologische und energetische Daten mit Informationen über Gebäude, Vegetation, Stadtklima und Verwaltungspraktiken. Durch diese integrierte Datenbasis können Kommunen besser abschätzen, wo Geothermie sinnvoll eingesetzt werden kann und welche Maßnahmen gegen die urbane Hitze am effektivsten sind. Das digitale Modell ermöglicht es, verschiedene Szenarien zu simulieren und die Auswirkungen von Maßnahmen auf das Stadtklima vorherzusagen.
Ein Hauptaugenmerk liegt darauf, wie überschüssige Wärme im Sommer effizient genutzt werden kann. Anstatt diese Wärme in die bereits aufgeheizte Luft abzugeben, kann sie im Untergrund gespeichert werden, um sie später für die Heizungsversorgung im Winter zu nutzen. Dadurch wird der Untergrund nicht nur zu einer Energiequelle, sondern auch zu einem Speicher und einem aktiven Teil der Klimaanpassungsstrategien. Um eine nachhaltige Nutzung der geothermischen Ressourcen zu gewährleisten, ist es jedoch unerlässlich, die Einträge und Entzüge von Wärme im Boden zu regulieren, um negative Auswirkungen auf das Grundwasser zu vermeiden.
Das Projekt CO₂OL ISLANDS wird in Charlottenburg-Wilmersdorf in Berlin als Reallabor umgesetzt. Diese Region bietet eine abwechslungsreiche Landschaft mit verdichteten urbanen Zentren, Gewerbegebieten und Wohnquartieren, was sie zu einem idealen Standort für die Forschung macht. Hier zeigt sich besonders deutlich der Handlungsbedarf, da hohe Bevölkerungsdichten, versiegelte Flächen und steigende Kühlbedarfe aufeinanderprallen. Die Forscher arbeiten eng mit lokalen Verwaltungen und der Energiewirtschaft zusammen, um die entwickelten Instrumente in den kommunalen Alltag zu integrieren und somit einen praxisnahen Ansatz zu verfolgen.
Die Expertise der TU Berlin fließt in das Projekt ein, insbesondere in Bezug auf die ingenieurgeologische Analyse des urbanen Untergrunds. Die Wissenschaftler untersuchen, welche Flächen sich für geothermische Anlagen eignen und wie Wärme und Kälte im Boden verteilt werden. Zudem arbeiten sie daran, geologische Daten so aufzubereiten, dass sie in den Urbanen Digitalen Zwilling integriert werden können. Dieses Vorgehen ermöglicht es, wissenschaftliche Erkenntnisse in ein praktisches Werkzeug umzuwandeln, das Behörden bei der Planung von Klimaanpassungsmaßnahmen unterstützt.
Insgesamt zielt das Projekt CO₂OL ISLANDS darauf ab, einen übertragbaren Ansatz zur Bekämpfung der urbanen Hitze zu entwickeln, der nach der Erprobung in Charlottenburg-Wilmersdorf auf andere Städte und Bezirke angewendet werden kann. Durch die innovative Nutzung des Untergrunds und die Schaffung eines digitalen Modells können Städte nicht nur ihre Klimaanpassungsstrategien verbessern, sondern auch die Lebensqualität ihrer Bewohner steigern.
