- Titel
- Oberflächengewässer als erneuerbare Wärmequelle
- Untertitel
- eine Analyse von Potenzialen, technischer Umsetzung und regulatorischen Rahmenbedingungen für Sachsen
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:l189-qucosa2-1000737
- Datum der Einreichung
- 25.09.2025
- Abstract (DE)
- Der Wärmesektor nimmt im Rahmen der Energiewende in Deutschland eine zentrale Rolle ein und steht vor tiefgreifenden Transformationsprozessen. Vor diesem Hinter-grund untersucht die vorliegende Masterarbeit systematisch die Potenziale der Oberflä-chengewässer im Freistaat Sachsen zur Nutzung als erneuerbare Wärmequelle unter Anwendung von Großwärmepumpen. Ziel ist die Quantifizierung der nutzbaren energe-tischen Potenziale, die Bewertung technischer Realisierungsoptionen sowie die Analyse rechtlicher Rahmenbedingungen, um eine fundierte Grundlage für die kommunale Wär-meplanung zu schaffen. Die methodische Vorgehensweise umfasst die Identifikation geeigneter Gewässer an-hand hydrologischer Kriterien wie Mindestdurchfluss, Gewässertiefe und Ausschluss von Wasserschutzgebieten. Für die ausgewählten Gewässer werden thermische Poten-ziale berechnet und mit den Wärmebedarfen angrenzender Städte abgeglichen. Ergän-zend erfolgt eine Marktanalyse aktueller Großwärmepumpen einschließlich einer Bewer-tung der Leistungsbereiche, Kältemitteltrends und der Erschließungstechnologien. Die rechtlichen Rahmenbedingungen werden auf EU-, Bundes- und Landesebene unter-sucht und durch eine Befragung sächsischer Wasserbehörden ergänzt, um die Geneh-migungspraxis zu analysieren.
- Abstract (EN)
- The heating sector plays a significant role in Germany’s energy transition and is under-going profound transformation processes. Against this background, the present master’s thesis systematically investigates the potential of surface water bodies in the Free State of Saxony for use as a renewable heat source through large-scale heat pumps. The aim is to quantify the available thermal potentials, evaluate technical implementation options, and analyse regulatory frameworks to provide a solid basis for municipal heat planning. The methodology includes the identification of suitable water bodies based on hydrolog-ical criteria such as minimum flow, water depth, and exclusion from protected areas. For the selected sites, thermal potentials are calculated and compared with the heat demand of adjacent urban areas. Additionally, a market analysis of current large-scale heat pumps is conducted, including assessment of performance ranges, refrigerant trends, and deployment technologies. Regulatory frameworks at the European, federal, and state levels are examined and complemented by a survey of Saxon water authorities to evaluate practical approval procedures.
- Freie Schlagwörter (DE)
- Aquathermie, erneuerbare Wärme, Oberflächengewässer, Sachsen
- Freie Schlagwörter (EN)
- aquathermy, renewable heat, surface water bodies, Saxony
- Den akademischen Grad verleihende / prüfende Institution
- Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig, Leipzig
- Version / Begutachtungsstatus
- angenommene Version / Postprint / Autorenversion
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:bsz:l189-qucosa2-1000737
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 28.10.2025
- Dokumenttyp
- Masterarbeit / Staatsexamensarbeit
- Sprache des Dokumentes
- Deutsch
- Lizenz / Rechtehinweis
CC BY 4.0- Inhaltsverzeichnis
Danksagung IV Kurzfassung V Abstract VI Inhaltsverzeichnis VII Abbildungsverzeichnis IX Tabellenverzeichnis XII Abkürzungsverzeichnis XIII 1 Einleitung 1 2 Thermische Nutzung von Oberflächengewässern 2 2.1 Physikalische und chemische Grundlagen 2 2.2 Fließgewässer 9 2.3 Standgewässer 13 2.4 Auswirkungen einer Nutzung als erneuerbare Wärmequelle 18 3 Gewässer in Sachsen 19 3.1 Geographische Rahmenbedingungen 19 3.2 Identifikation geeigneter Oberflächengewässer 24 3.3 Grafische Darstellung der geeigneten Gewässer 26 4 Analyse der Potenziale 28 4.1 Der Potenzialbegriff 28 4.2 Fließgewässer 29 4.3 Standgewässer 38 5 Technische Umsetzung 46 5.1 Funktionsweise von Wärmepumpen 46 5.2 Marktrecherche 48 6 Regulatorische Anforderungen 65 6.1 Europäisches Recht – Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) 65 6.2 Bundesdeutsches Recht 65 6.3 Landesrecht und Genehmigungsverfahren des Freistaats Sachsen 69 6.4 Aktuelle Entwicklungen der regulatorischen Anforderungen 75 7 Analyse bestehender Anlagen 76 7.1 Schweiz 76 7.2 Deutschland 79 8 Analyse des Eignungspotenzials in Sachsen 84 8.1 Methodik der Wärmebedarfsermittlung 84 8.2 Fließgewässer 86 8.3 Standgewässer 93 9 Handlungsempfehlungen 97 10 Zusammenfassung und Ausblick 98 Literaturverzeichnis 100 Anhang A: Gewässer in Sachsen 112 Anhang B: Daten zur Potenzialanalyse 119 Anhang C: Technische Umsetzung 139 Anhang D: Rechtlichen Rahmenbedingungen 144 Anhang E: Eignungsanalyse 150