Increased Groundwater Temperatures and Their Potential for Shallow Geothermal Use in Urban Areas

Der globale Klimawandel und der Wärmeeintrag in den Untergrund durch anthropogene Aktivitäten beeinflussen und erhöhen Grundwassertemperaturen (GWT) weltweit. Lokation, Häufigkeit und Ursachen von GWT Anomalien sind jedoch nur unzureichend bekannt. Zwar haben erhöhte GWT negative Auswirkungen auf den chemischen und physikalischen Zustand des Grundwassers sowie die Grundwasser Fauna, jedoch bergen sie auch ein enormes Energiepotenzial für die nachhaltige Wärmeversorgung von Quartieren oder ganzen Städten. Wenn erhöhte GWT effizient genutzt werden kann zudem auch CO\ti{2} eingespart werden. Eine Möglichkeit das volle Potenzial dieser unterirdischen Energiequelle zu gewinnen und auszuschöpfen ist die oberflächennahe Geothermie. Bisher wurde jedoch noch keine detaillierte Analyse des räumlichen Zusammenhangs von geothermischem Potenzial und Wärmeeintrag zum Wärmebedarf durchgeführt. \\ In der ersten Studie werden die GWT Daten von 44.205 Brunnen in zehn mitteleuropäischen Ländern analysiert, um die extremsten, positiven Temperaturanomalien zu identifizieren. Die anthropogene Wärmeintensität (AHI), die Differenz der durchschnittlichen, unbeeinflussten GWT und einer lokal gemessenen GWT wird verwendet, um GWT Anomalien aufzuspüren. Anschließend werden diese AHIs kategorisiert und separat für die drei Landbedeckungsklassen "natürlich", "landwirtschaftlich" und "künstlich" untersucht. Da menschliche Einflüsse auf das Grundwasser hauptsächlich in Städten relevant sind und auch hier am häufigsten lokalisiert wurden, liegt das Augenmerk der Studie auf der Analyse von Temperaturanomalien im Zusammenhang mit künstlichen Oberflächen. Signifikante AHIs von 3~- 10~K in natürlichen und landwirtschaftlichen Gebieten resultieren von anthropogenen Quellen wie Deponien, Kläranlagen oder Bergbauaktivitäten. Brunnen, die von künstlichen Oberflächen umgeben sind, weisen AHIs von über 6~K auf. Diese hohen AHIs sind meist auf Wärmeeinträge aus Tiefgaragen, beheizten Kellern und Fernwärmeleitungen zurückzuführen. Diese GWT Anomalien überschreiten sogar die gesetzlichen Temperaturgrenzwerte, die zur Regulierung offener geothermischer Systeme angewendet werden. In der zweiten Studie wird die Menge an thermischer Energie, die von verschiedenen oberflächennahen geothermischen Systemen gewonnen werden kann, mit dem Energiebedarf für Raumheizung und Warmwasserbereitung eines Stadtviertels in Karlsruhe (Deutschland) verglichen. Die Verwendung mehrerer Szenarien mit unterschiedlichen gesetzlichen Regelungen, unterschiedlichem Raumangebot und hydro-/geologischen Randbedingungen, ermöglicht es den Einfluss einschränkender Parameter, wie z.B. einer lokalen Einschränkung der Bohrtiefe, zu bestimmen. Der Prozentsatz, zu dem der Wärmebedarf vor und nach einer Sanierung des Gebäudebestands gedeckt werden kann, wird als Wärmedeckungsgrad definiert. Der Wärmedeckungsgrad vor und nach der Sanierung erreicht jeweils bis zu 59\%, 152\% und 25\% für horizontale oder vertikale Erdwärmepumpen- bzw. Grundwasser-Wärmepumpenanlagen. Nach der Sanierung beträgt der Wärmedeckungsgrad dieser drei Systeme 125\%, 322\% und 54\%. Basierend auf dem Ansatz für die Berechnung des technischen geothermischen Potenzials aus der zweiten Studie wird in der finalen Studie das auf Python Programm GeoEnPy entwickelt. GeoEnPy berechnet, kombiniert und löst die räumliche Verteilung des Wärmedeckungsgrads und des theoretischen, nachhaltigen Potenzials auf, um Standorte für die oberflächennahe geothermische Nutzung in Wien, Österreich, zu identifizieren. Zu diesem Zweck wird die Menge an thermischer Energie, die durch verschiedene oberflächennahe geothermische Systeme gewonnen werden kann, sowie der jährliche anthropogene Wärmeeintrag in den Untergrund mit dem Energiebedarf für den derzeitigen Raumwärmebedarf Wiens verglichen, und auch für den Fall, dass alle Gebäude saniert werden. Aufgrund des geringeren Raumbedarfs erreichen Erdwärmesondenanlagen (BHE) einen höheren Versorgungsgrad als GWHP-Anlagen. Auf Stadtebene kann das technische geothermische Potenzial von BHEs den Wärmebedarf der unsanierten Gebäude Wiens für 63\% der Fläche decken. Auf Bezirksebene sind die östlichen und südlichen Bezirke Wiens die idealsten Standorte für geothermische Anwendungen. Hier könnte das durchschnittliche technische geothermische Potenzial der BHE-Anwendungen den aktuellen Wärmebedarf problemlos decken. Darüber hinaus könnten bis zu 58\% des Bedarfs nachhaltig durch den jährlichen anthropogenen Wärmeeintrag gedeckt werden

THE RUSSIAN AIRLINE INDUSTRY:CONTESTABLE MARKET OR…?

The authors, based on the complete survey of Russian airlines that was conducted in winter of 2006-2007, analyze essential entry-barriers in the industry, and econometrically estimate efficiency of methods for overcoming entry-barriers in the Russian PAI. They find that there are significant technological and behavioral entry-barriers in the industry. The paper doubts that this industry is contestable in contemporary Russia, although it is typically contestable in Europe and the USA. Econometric estimation of entry-barriers points that administrative barriers are the most significant restrictions of competition.Entry-barriers, airline industry, contestable market, market structure, International Development, Marketing, Research and Development/Tech Change/Emerging Technologies, L1, L93,

CO2 Highways for Europe: Modelling a Carbon Capture, Transport and Storage Infrastructure for Europe. CEPS Working Document No. 340/November 2010

This paper presents a mixed integer, multi-period, cost-minimising model for a carbon capture, transport and storage (CCTS) network in Europe. The model incorporates endogenous decisions about carbon capture, pipeline and storage investments. The capture, flow and injection quantities are based on given costs, certificate prices, storage capacities and point source emissions. The results indicate that CCTS can theoretically contribute to the decarbonisation of Europe’s energy and industrial sectors. This requires a CO2 certificate price rising to €55 per tCO2 in 2050, and sufficient CO2 storage capacity available for both on- and offshore sites. Yet CCTS deployment is highest in CO2-intensive industries where emissions cannot be avoided by fuel switching or alternative production processes. In all scenarios, the importance of the industrial sector as a first-mover to induce the deployment of CCTS is highlighted. By contrast, a decrease in available storage capacity or a more moderate increase in CO2 prices will significantly reduce the role of CCTS as a CO2 mitigation technology, especially in the energy sector. Furthermore, continued public resistance to onshore CO2 storage can only be overcome by constructing expensive offshore storage. Under this restriction, reaching the same levels of CCTS penetration would require a doubling of CO2 certificate prices

Employing combination procedures to short-time EOP prediction

A well known problem with Earth Orientation Parameters (EOP) prediction is that a prediction strategy proved to be the best for some testing time span and prediction length may not remain the same for other time intervals. In this paper, we consider possible strategies to combine EOP predictions computed using different analysis techniques to obtain a final prediction with the best accuracy corresponding to the smallest prediction error of input predictions. It was found that this approach is most efficient for ultra-short-term EOP forecast.Comment: 7 pages, presented at the IERS Workshop on EOP Combination and Prediction, Warsaw, Poland, 19-21 Oct 200

CO2 Highways for Europe: Modeling a Carbon Capture, Transport and Storage Infrastructure for Europe

We present a mixed integer, multi-period, cost-minimizing carbon capture, transport and storage (CCTS) network model for Europe. The model incorporates endogenous decisions about carbon capture, pipeline and storage investments; capture, flow and injection quantities based on given costs, certificate prices, storage capacities and point source emissions.The results indicate that CCTS can theoretically contribute to the decarbonization of Europe's energy and industry sectors. This requires a CO2 certificate price rising to 55 EUR in 2050, and sufficient CO2 storage capacity available for both on and offshore sites. However, CCTS deployment is highest in CO2-intensive industries where emissions cannot be avoided byfuel switching or alternative production processes. In all scenarios, the importance of the industrial sector as a first mover to induce the deployment of CCTS is highlighted. By contrast, a decrease of available storage capacity or a more moderate increase in CO2 prices will significantly reduce the role of CCTS as a CO2 mitigation technology, especially in the energy sector. Continued public resistance to onshore CO2 storage can only be overcome by constructing expensive offshore storage. Under this restriction, to reach the same levels of CCTS penetration will require doubling of CO2 certificate prices.carbon capture and storage, pipeline, infrastructure, optimization

Effect of pressure on the superconducting Tc of MgB2

Measurements of the superconducting transition temperature Tc have been performed by the inductive method on MgB2 at pressures up to 28 GPa. Tc decreases with applied pressure, exhibiting a cusp at about 9 GPa. We interpret the appearance of this anomaly in the Tc(P) dependence as a result of the pressure-induced electronic transition. Recent band-structure calculations for MgB2 give some support for such an explanation.Comment: 11 pages, including 4 figure

Comparison of different estimates of the accuracy of forecasts of the Earth's rotation parameters

Improvement of the prediction accuracy of the Earth's rotation parameters (ERP) is one of the main problems of applied astrometry. In order to solve this problem, various approaches are used and in order to select the best one, comparison of the accuracy of the forecasts obtained by different methods at different analysis centers are often carried out. In such comparisons, various statistical estimates of the forecast errors are used, based on the analysis of the differences between the predicted and final ERP values. In this paper, we compare several prediction accuracy estimates, such as root mean square error, mean error, median error, and maximum error. It is shown that a direct relationship between the estimates of the forecast accuracy obtained by these methods does not always exist. Therefore, in order to obtain the most informative results of comparison of the accuracy of different forecast methods, it is recommended to use several estimates together in the studies dealing with comparison of the series of ERP forecasts, especially short-term ones