Erdwärmespeicher für unsere Städte
Erdw?rmesonden und W?rmepumpen sind eine gute Alternative zum Heizen mit Erd?l. Nur für bev?lkerungsreiche Gebiete eignen sie sich nicht, weil zu dicht platzierte Sonden dem Boden die W?rme entziehen. Grosses Potenzial er?ffnet sich jedoch, wenn man Erdw?rmesonden auch als W?rmespeicher nutzt.
Letzthin war ich in Grindelwald und habe die w?rmenden Sonnenstrahlen genossen. Der W?rmefluss erreichte bis 250 Watt pro Quadratmeter. Im Sommer w?ren sogar 1350 W/m2 m?glich. Vom W?rmefluss aus dem Inneren der Erde hingegen habe ich nichts gespürt. Dieser erreicht lediglich Werte von 0.09 W/m2. Das Gestein leitet die W?rme schlecht – sie fliesst nicht, sie kriecht nur. Dank externe Seite Erdw?rmesonden [1] und externe Seite W?rmepumpen [2] ist es m?glich, die W?rme direkt aus dem Untergrund in die H?user zu leiten.
Zu dicht platzierte Sonden
Nur in dicht besiedelten Gebieten funktioniert das nicht, weil sich Erdw?rmesonden gegenseitig die W?rme entziehen und das Gestein langfristig abkühlen. Zu dicht platzierte Erdw?rmesonden müssen daher aktiv regeneriert werden. Dazu kühlt man beispielsweise im Sommer das Haus, indem die überschüssige W?rme in die Sonde hinunter geleitet wird. Das ist genial einfach, aber leider nicht sehr wirkungsvoll.
Am effizientesten l?sst sich die Regeneration mit Sonnenkollektoren auf dem Hausdach erreichen [3]. Ein Einfamilienhaus ben?tigt nur wenige Quadratmeter. In dicht bebauten St?dten wird die notwendige Sonnenkollektorfl?che jedoch rasch zu gross. Daher sind bessere L?sungen zu suchen. Falls dort beispielsweise Fluss- oder Seewasser verfügbar ist, l?sst sich ein Tieftemperatur-Fernw?rmenetz errichten. Dabei werden die H?user mit Wasser/Wasser-W?rmepumpen beheizt.
Saisonale Erdw?rmespeicher für Areale und Quartiere
Erdw?rmesonden k?nnen Energie nicht nur gewinnen, sie k?nnen sie auch für einen sp?teren Zeitpunkt speichern. Dabei wird das Gestein erw?rmt, indem über einen gewissen Zeitraum mehr W?rme in den Untergrund eingeleitet als entzogen wird. In diesem Fall gilt: Je dichter die Erdw?rmesonden verlegt werden, desto effizienter wird der Erdspeicher. M?glich sind Wirkungsgrade bis zu 70 Prozent.
In der Schweiz gibt es bereits mehrere solcher Anlagen. Auf dem 菲律宾sunbet下载_申慱sunbet现金网-【官方网站】 H?nggerberg der ETH Zürich beispielsweise speichern 425 Erdw?rmesonden die Abw?rme von Servern und Laborger?ten 200 Meter tief (mehr dazu hier). Heizen mit Erdw?rme und saisonalem Erdspeicher eignet sich optimal für neu zu überbauende Areale.
Ein Blick ins Ausland
Die Stadt Paris lebt uns hingegen seit vielen Jahren vor, wie man bestehende Quartiere von ?l oder Gas unabh?ngig macht. Geothermisch warmes Wasser wird aus einer reichlich wasserführenden Schicht abgesaugt und durch einen W?rmetauscher geleitet. Damit l?sst sich ein Fernw?rmenetz aufheizen. Am Ende wird das abgekühlte Wasser wieder in den Untergrund zurückgepumpt, wo es sich erneut erw?rmt [4].
Auch oberfl?chennahe Schichten eignen sich als saisonale Erdw?rmespeicher mit moderaten Temperaturen (maximal 50 bis 70° Celsius). Dazu müssen sie gut durchl?ssig und nicht zu dick sein. Zudem darf das Grundwasser nicht als Trinkwasser verwendet werden und sollte eine tiefe Fliessgeschwindigkeit aufweisen. Als Lieferant für die W?rme kommen Industrie- und Kehrichtverbrennungsanlagen in Frage. In den Niederlanden sind bereits 2500 solcher Erdw?rmespeicher im 20 bis 300 Meter tiefen Untergrund installiert. Für die Beheizung der H?user werden W?rmepumpen eingesetzt.
Genf erkundet Geothermie
Der Kanton Genf ist überzeugt, dass sich sein Molassebecken ebenfalls eignet, um Erdw?rmespeicher zu kreieren und geothermisch warmes Wasser zu f?rdern. Für die Planung und Umsetzung wurde das Projekt externe Seite GEothermie2020 [5] ins Leben gerufen. Im Rahmen dessen engagieren sich das ?Schweizer Kompetenzzentrum für Energieforschung – Strombereitstellung? externe Seite SCCER-SoE und die Universit?t Genf bei der Analyse der Geologie, um geeignete Standorte zu identifizieren.
Sondierbohrungen in der Schweiz
Hierzulande sollen in den n?chsten Jahren neue Bohrungen zeigen, ob tieferliegende wasserführende Schichten genügend durchl?ssig sind, um heisses Thermalwasser ?konomisch zu nutzen wie zum Beispiel im Raum München [6]. Vertiefte Kenntnisse über den wenig tiefen Schweizer Untergrund werden helfen, optimale geologische Schichten für saisonale Erdw?rmespeicher zu finden. Ausserdem sind im Kompetenzzentrum SCCER-SoE und in der Industrie Versuche geplant, um Erdw?rmespeicher mit h?heren Temperaturen im Gestein petrothermal zu realisieren, das heisst unabh?ngig von natürlich vorkommenden wasserführenden Schichten.
Dieser Beitrag erscheint auch im externe Seite Blog des SCCER-SoE.
Weiterführende Informationen
[1] Geothermie Schweiz: externe Seite Technologie
[2] Energie Schweiz: externe Seite W?rmepumpen
[3] Optimierung von externe Seite Erdsonden
[4] externe Seite Geothermie in Paris (Franz?sisch)
[5] externe Seite GEothermie2020
[6] Stadtwerke München: Vision: externe Seite Fernw?rme aus regenerativen Energien