Mit Absorberleitungen belegter Bewehrungskorb einer Energieschlitzwand / © TU Wien, Institut für Geotechnik
Heizen mit oberflächennaher Erdwärme könnte sich bald steigender Beliebtheit
erfreuen, meint Richard Kaller, Assistent am Institut für Geotechnik der
Technischen Universität Wien. "Fossile Brennstoffe sind eine endliche Ressource,
und Geothermieanlagen sind schon heute kostengünstiger als vergleichbare
Heizsysteme, die mit Gas, Öl oder Biomasse betrieben werden", meint er. Kaller
forscht in einem Team, das sich an der TU Wien seit den späten 1980er Jahren der
Erschließung dieser Energiequelle widmet. "Wir konnten bereits einige Projekte
verwirklichen und arbeiten gerade daran, aus einer Fülle von Datenmaterial ein
detailliertes theoretisches Modell zu erstellen", sagt er. Mit dessen Hilfe
könne man zukünftige Anlagen noch genauer und wirtschaftlicher planen.
Umgekehrte Kühlschränke
Ab Tiefen von 12 bis 15 Metern herrscht im Erdreich eine gleichmäßige Temperatur
von um die zehn Grad, Sommer wie Winter. "Wenn man lange Kunststoffschläuche in
den Betonfundamenten von Neubauten verlegt, kann man in ihnen Wasser erwärmen",
erklärt Kaller das Prinzip. Mit Wärmepumpen, die wie umgekehrte Kühlschränke
funktionieren, wird dem Wasser aus den Schläuchen später die Wärme wieder
entzogen. Mit dieser Technik kann man ganze Gebäude heizen. Die Wärmepumpen
werden zwar meist elektrisch betrieben, brauchen aber im Vergleich zu einer
herkömmlichen Gasheizung nur ein Viertel der Energie. Es gibt sogar schon
Pumpen, die weniger als ein Fünftel der umgesetzten Energie verbrauchen. Beim
mittelfristig erwarteten Anstieg der Preise für fossile Energie sei es nur eine
Frage der Zeit, bis sich die Geothermie weiter durchsetze, meint der Forscher.
Absorberleitungen vor dem Betonieren einer Energiebodenplatte / © TU Wien, Institut für Geotechnik
Wärme aus dem Tunnel
Je tiefer man ins Erdreich geht, desto wärmer wird es. Im Inneren von Bergen, im
Bereich von Tunnelanlagen, herrschen Temperaturen, die noch viel höher sein
können als die in den oberen Bodenschichten. Dort gibt es aber das Problem, dass
der Weg zum Verbraucher oft weit ist, was die Nutzung unwirtschaftlich macht.
Zwar nicht so tief im Fels, dafür aber praktikabel nahe an Energieverbrauchern
befindet sich der Lainzer Bahntunnel, der gerade im Westen Wiens gebaut wird.
"Dort haben wir so genannte Energiepfähle eingebaut, die schon heute eine nahe
gelegene Schule mit Heizwärme versorgen", schildert Kaller eines der Projekte
seines Instituts. "Damit sind wir weltweit die Ersten, die diese Technik im
Tunnelbau anwenden", sagt er.
Auch Kühlung möglich
Das Team der Technischen Universität hat auch mitten in Wien schon ein Projekt
verwirklicht. Beim Ausbau der U-Bahnlinie U2, der im Frühjahr 2008 abgeschlossen
war, konnten die Forscher Wände und Böden von vier unterirdischen Stationsbauten
mit Kunststoffschläuchen ausstatten, die für Temperaturaustausch mit dem
umgebenden Erdreich sorgen. "Hier wird die Technik zum Heizen, aber auch zum
Kühlen von Betriebsräumen verwendet. Dafür drehen wir die Arbeitsweise des
Systems einfach um und leiten die überschüssige Wärme ins Erdreich", sagt Kaller.
In der Station Taborstraße haben die Wiener Linien zudem Temperatur- und
Dehnungssensoren eingebaut, die dort ermittelten Daten werden der TU-Wien für
Forschungszwecke zur Verfügung gestellt. Auch im Lainzer Bahntunnel gibt es
solche Messfühler. Die Daten verwendet das TU-Team dazu, Modelle für
Computersimulationen zu entwickeln, mit denen zukünftige Vorhaben schon im
Voraus virtuell getestet werden können. Bessere Computermodelle bringen genauere Prognosen und damit niedrigere
Baukosten.
Österreichweite Studie in Arbeit
Derzeit leitet Kaller eine interdisziplinäre Forschungsgruppe, die an der
Erstellung einer groß angelegten Machbarkeitsstudie zum Thema Geothermie in
Österreich arbeitet. Für die GeoPot-Studie analysieren ExpertInnen aus
Geotechnik, Geologie, Raumplanung, Wärmetechnik, Umwelttechnik, Wirtschaft und
Recht die Möglichkeiten, Geothermieprojekte im gesamten Bundesgebiet umzusetzen.
"Das theoretisch vorhandene Energiepotenzial der Geothermie zur
Gebäudebewirtschaftung ist um ein Vielfaches höher, als das anderer erneuerbarer
Energieträger", erklärt Kaller. Die Studie soll im Sommer 2010 fertig sein.
Weitere Informationen:
Technische Universität (TU) Wien
Univ.-Ass. Dipl.-Ing. Richard Kaller
Institut für Geotechnik / Fachbereich Grundbau, Boden- und Felsmechanik
Karlsplatz 13 • 1040 Wien
Tel.: 01- 5 88 01-2 21 12
Fax: 01 - 5 88 01-2 21 98
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