Wien (TU). – 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.

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.

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