Städtische Überwärmung und eine nachhaltige Energieversorgung sind zwei der bedeutendsten Aufgaben unserer Zeit. Mehr als 50% der globalen Bevölkerung lebt in Städten und ist somit einem Klima ausgeliefert, welches maßgeblich durch die gebaute Umwelt geprägt ist. In den meisten Gegenden bilden sich sogenannte urbane Wärmeinseln aus, die die Gesundheit, das allgemeines Wohlbefinden und die Produktivität aller Anwohner beeinträchtigen können.

Gleichzeitig benötigen europäische Haushalte mehr als 80% ihres gesamten Energie Verbrauchs für Raumheizung und Warmwasseraufbereitung. Konventionelle Methoden zum Heizen beruhen dabei fast ausschließlich auf fossilen Brennstoffen.

Beide Themen wurde bisher nur getrennt betrachtet, sind aber durch den städtischen Untergrund verbunden. Auch hier sind Temperaturen erhöht, geprägt von der akkumulierten Abwärme der Stadt. Diese Abwärme kann durch oberflächennahe Geothermie-Anlagen abgeschöpft und recycelt werden. Lokale Modellrechnungen deuten an, dass die angesammelte Wärmeenergie den jährlichen Heizbedarf oft deutlich übertrifft. Allerdings fehlen großflächige Studien sowie eine Anknüpfung des thermalen Regimes des Untergrunds an das oberirdische Stadtklima.

In diesem Projekt wird die Frage beantwortet, ob eine nachhaltige thermische Nutzung des urbanen Untergrunds - d.h. Ausschöpfung aller technischen Möglichkeiten zur Wärmegewinnung, allerdings begrenzt durch den tatsächlichen Wärmebedarf – dabei helfen kann das lokale Stadtklima zu mildern. Diese Frage wird global aber kleinskalig behandelt. Durch Verknüpfung von Geospatial Data Science mit Fernerkundung, Energiewissenschaften und urbaner Klimatologie wird das urbane Wärmeungleichgewicht unter drei Aspekten adressiert: a) eine Modellierung der Auswirkung einer Abkühlung des Untergrunds auf Lufttemperaturen; b) eine großflächige Kartierung des technisch möglichen Potentials für Wärmerecyclings; und c) Quantifizierung unseres Wärmebedarfs (und Kältebedarfs) anhand von hoch aufgelösten Satellitenbildern und maschinellem Lernen. Aller Aspekte werden zusätzlich in Form einer frei zugänglichen App kombiniert, um in Zusammenarbeit mit lokalen Partnern ein urbanes Wärmemanagement zu entwickeln, welches Wärme- und Kältebedarf deckt, die CO₂ Bilanz durch Wärmerecycling minimiert und Möglichkeiten das urbane Klima zu steuern ausschöpft