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Unterirdische Wärmeinseln nutzen

In Städten ist es generell wärmer als im Umland. Die Wärme steht zwischen den Häusern und wird von der Straße reflektiert. Aber nicht nur oberflächlich ist das so, sondern auch unter der Erde. Die Wärme wird über Straßen, Keller, Tiefgaragen oder Abwasserkanäle in den Boden abgeleitet und dort gespeichert. Hier in den Tiefen unterhalb der Städte liegt Energie, die genutzt werden könnte. Eine Gruppe von Forschern in Zürich will dieses Potenzial nun versuchen zu nutzen. In Zürich ist es so, dass es in 20 Metern Tiefe im Schnitt einige wenige Grade wärmer ist als außerhalb der Stadt.

 

Der ETH-Erdwissenschaftler Jaime Rivera und mit ihm einige weitere Forscher haben in der Fachzeitschrift „Renewable Energy“ einen Artikel veröffentlicht, in dem sie über das ungenutzte Potential berichten. Sie machen deutlich, dass es hier unterirdische Wärmeinseln gibt, die zur Energiegewinnung genutzt werden könnten.  Das wäre durchaus mit Anlagen möglich, wie sie bereits zur Nutzung von Erdwärme eingesetzt werden. Die Forscher haben bereits Berechnungen angestellt und herausgefunden, dass das Potential für die Nutzung von Erdwärme in Städten um die 40 Prozent höher liegt als im Umland. Dazu kommt, dass es in Städten ständig einen Wärmenachschub gibt, der quasi einen unerschöpflichen Vorrat an Wärme bedeutet.

Jaime Rivera sagt zum Thema zuversichtlich: „Ist die Nutzung der zusätzlichen Erdwärme mäßig intensiv, reicht die Abwärme von städtischen Strukturen sogar aus, um das natürliche Wärmereservoir zu regenerieren.“  Die Erdwärmeanlagen im unterirdischen Stadtgebiet können intensiver genutzt werden, weil zur natürlichen Wärme der unterirdische Wärmeüberschuss kommt.

Durch diese zusätzliche Wärme wiederum können höhere Energiemengen aus dem Boden gewonnen werden. Im Umkehrschluss könnten aber auch die Bohrlöcher verkürzt werden. Jaime Rivera sagt:  „Jedes zusätzliche Grad Celsius an der Erdoberfläche auf Stadtgebiet bedeutet, dass das Bohrloch vier Meter weniger tief sein muss, um daraus die gleiche Energiemenge gewinnen zu können.“

Die Wissenschaftler haben ein Modell zur Berechnung des Wärmenutzungs-Potenzials erstellt, welches sie testen wollen. Dazu verwenden sie ein Beispiel aus der Agglomeration Zürichs. Hierin haben sie den erhöhten Wärmefluss durch den Inseleffekt und die Erwärmung der Atmosphäre mit einbezogen. Studienleiter Peter Bayer sagt: „Unsere Erkenntnisse helfen bei der Planung von geothermalen Energiesystemen in Gebieten mit erhöhten Bodentemperaturen.“ Des Weiteren sagt er, dass es andere Wärmequellen, wie Tunnel, Abwasserkanäle oder Fernwärmeheizsysteme gibt, die zusätzliche Energie generieren können. „Weil aber alle diese Wärmequellen künstlich sind, zapfen wir strenggenommen keine natürliche erneuerbare Energiequelle an.“