Erdwärme aus U-Bahn-Tunneln

U-Bahn-Tunnel

Erdwärme als unerschöpfliche und sehr umweltfreundliche Quelle regenerativer Energie gewinnt an Bedeutung. In Deutschland gibt es inzwischen rund 290.000 oberflächennahe Geothermieanlagen, die mit Erdwärme Gebäude heizen oder kühlen. Das Hauptproblem ist stets die Frage, wie die Erdwärme möglichst umweltschonend und kostengünstig aus den tieferen Erdschichten an die Oberfläche gebracht werden kann. Naheliegend ist es, die Wärme bereits im Untergrund abzuschöpfen, beispielsweise in unterirdischen Tunneln.

Das Potenzial liegt in den Tunnelwänden, die großflächig den anliegenden Untergrund berühren. Ohne großen Mehraufwand könnte beim Bau von U-Bahn- oder Eisenbahntunneln eine Geothermieanlage mitinstalliert und so Erdwärme auch in dicht bebauten Stadträumen genutzt werden. Die dafür notwendigen technischen Modifikationen sind äußerst gering. Kaum mehr als 50 Meter Absorberleitungen innerhalb eines unterirdischen Eisenbahntunnels genügen schon, um den Wärmebedarf eines städtischen Bahnhofs komplett zu decken. Die Kosten für den Rohbau des Tunnels steigen durch die Installation der Geothermieanlage nur um zwei Prozent. Die Absorberleitungen können auf dem Spritzbeton der Tunnelaußenschale montiert und mit dem Ortbeton der Tunnelinnenschale eingegossen werden.

In Österreich befindet sich ein entsprechendes System schon im Praxiseinsatz. Eine Pilotanlage beheizt über Tunnel-Geothermie den Bahnhof der Gemeinde Jenbach. Ein 3,5 Kilometer langer Eisenbahntunnel wurde auf 54 Metern mit Absorberleitungen ausgestattet. Im ersten Winter hat die Anlage den Wärmebedarf des Bahnhofs von 40 Kilowatt vollständig gedeckt.

Eine wissenschaftlich begleitete Testanlage in Stuttgart soll nun auch hierzulande das Potenzial der Förderung von Erdwärme in U-Bahntunneln zu Tage fördern. An der U-Bahnlinie 6 am Stuttgarter Fasanenhof ist eine Testanlage in Betrieb. Hier wurden zwei Tunnelröhren auf einer Länge von jeweils zehn Metern mit Absorberleitungen versehen. Die Tunnelabschnitte liegen in Schichten aus Sandstein und Tonstein. Wissenschaftler wollen umfangreiche Messungen an Baugrund, Bauwerk und Tunnelluft durchführen. Letztere beeinflusst die Wirkungsweise der Geothermieanlage und der Energiegewinnung ganz besonders.

Die Temperatur im Tunnel hängt stark von der Außenluft, der Strömungsgeschwindigkeit und anderen Wärmequellen wie der U- oder Eisenbahn ab. Da die Temperatur im Tunnel variiert, schwankt auch die thermische Leistung. Die Wissenschaftler messen in Stuttgart unter anderem die Strömungsgeschwindigkeit der Tunnelluft, die thermischen Eigenschaften des Gesteins, die Wärmeleitfähigkeit und die spezifische Wärmekapazität.

Josephin Lehnert

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