Ob sich das Erdreich nicht nur als Wärmequelle, sondern auch als Wärmespeicher nutzen lässt, will die Schweizer Forschungsanstalt Empa erproben − an ihrem neuen Forschungscampus.

 

Die Empa hat eine neue Baustelle − wortwörtlich. In Dübendorf bei Zürich entsteht der Campus "co-operate". Der Gebäudekomplex, in dem Forschung betrieben wird, ist zugleich selber Objekt der Forschung. Denn unter dem Areal entsteht ein experimenteller, saisonaler Energiespeicher, der nicht nur die neuen Gebäude, sondern das gesamte Empa-Areal mit Energie beliefern wird.

Im Sommer wird dabei etwa die Abwärme von Kältemaschinen, Lüftungen und Laborgeräten über Erdsonden im Erdreich gespeichert – um diese dann im Winter zum Heizen oder für die Produktion von Brauchwarmwasser nutzen zu können. Angestrebt wird, rund 90 % der generierten Abwärme entweder direkt zu nutzen oder im Erdspeicher zwischenzulagern. Dadurch will die Empa den CO2-Ausstoß ihrer Gebäude auf ein Minimum senken und so einen wichtigen Meilenstein für eine nachhaltige Energiezukunft legen.
 
Der Wärmespeicher – ein Erdsondenfeld mit einem Temperaturgradienten, also einer Veränderung der Temperatur in Abhängigkeit von der Tiefe – umfasst 144 Erdsonden, die bis zu 100 Meter tief in den Boden reichen. In dieser Tiefe arbeitet der Speicher besonders effektiv und verliert dabei nur einen geringen Anteil der gespeicherten Wärme an die Umgebung.

Im Zentrum des Erdsondenfelds können die Maximaltemperaturen bis zu 50 Grad Celsius betragen und am Rand liegen die Werte bei ungefähr 10 Grad. Über ein Röhrensystem ist es möglich, jede Röhre der Erdsonde einzeln oder auch definierte Bereiche anzusteuern und so den optimalen Mix zwischen Temperatur, Wirkungsgrad und Energiespeicher zu erreichen.

Ein solcher Erdspeicher ist zwar sehr effektiv, wegen seiner großen Masse aber auch sehr träge: Die Empa-Forschenden gehen davon aus, dass sich die endgültige Betriebstemperatur erst nach circa drei bis vier Jahren eingestellt haben wird.