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Der Boden wird zum Energiespeicher

Um den CO2-Ausstoss des Gebäudeparks zu senken, werden die natürlichen Ressourcen vor Ort genutzt. Sonnenstrahlen liefern die gewünschte Heizenergie und das Erdreich sorgt für die saisonale Speicherung von Überschüssen.
  
Die Wohnüberbauung «Suurstoffi» wird unter anderem dank dem unterirdischen Saisonspeicher CO2-frei.


















(knü) Sonne und Wärme hat es im Sommer genug; nur im Winter wird das Angebot jeweils knapp. Waren vor wenigen Jahren grosse, unterirdische Wassertanks als saisonale Energiespeicher im Gespräch, soll nun das Erdreich als Zwischenlager für überschüssige Wärme dienen. Pilotprojekte sind bereits im Bau, um die Energie vor Ort im Untergrund einzulagern und ein Gebäude nach Bedarf mit Wärme und Kälte zu versorgen. Mit einem unterirdischen Speicherfeld wird beispielsweise die aktuelle Erweiterung des Zürcher Hochschulcampus auf dem Hönggerberg kombiniert. Auch in einem Zürcher Wohnquartier kommt die Speicherkapazität des Erdreichs neuerdings ins Spiel, um ein Mehrfamilienhaus ganzjährig mit lokal verfügbaren Energieressourcen zu betreiben. Und in der Agglomeration von Zug wird die Wohnüberbauung «Suurstoffi» unter anderem dank «dem unterirdischen Saisonspeicher komplett CO2-frei», erklärt Roland Grab, Gebäudetechnikplaner der Hans Abicht AG. Anstelle von Sonnenenergie, die andernorts die meist übliche Wärme liefert, werden aber hier vor allem interne Quellen genutzt. Unter anderem erzeugen das im selben Komplex geplante Restaurant und das Fitnesscenter nutzbare Abwärme; demgegenüber bleiben die Dachflächen für Photovoltaikzellen frei, um Solarstrom für die zusätzlich erforderlichen Wärmepumpen bereit zu stellen.

 

Grundsätzlich ist ein Erdwärmespeicher nur als saisonale Ergänzung gedacht.Speicher ergänzt Wärmepumpe

Grundsätzlich ist ein Erdwärmespeicher nur als saisonale Ergänzung gedacht: Im Winter dient das durchschnittlich 12 ºC warme Erdreich in rund 150 Metern Tiefe als primäre Energiequelle, um das Gebäude mit einer Wärmepumpe zu beheizen. Im Sommer werden Bohrloch und Sonde dagegen für ein passives Kühlen der Wohn- oder Büroräume benutzt. Die Wärmezufuhr wirkt sich auch im Boden positiv aus, da sich die Temperaturen wahrnehmbar erhöhen. Kühlt sich das Erdreich bis im Frühling – jeweils am Ende einer Heizperiode – auf etwa 8 ºC ab, steigt «die Temperatur mit dem Wärmeeintrag im Sommer auf bis zu 14 ºC an», erwartet Gebäudetechnikplaner Roland Grab. Für das Projekt in Zug ergibt dies den erhofften Batterieeffekt: Die Abwärme fliesst während den Sommermonaten gezielt in den Boden, weshalb der Temperaturanstieg dem zusätzlich nutzbaren Netto der eingelagerten Energie entspricht. Einziges Ausschlusskriterium für den Erdwärmespeicher ist deshalb: Wasser im Untergrund, das die Wärme abführt und somit nicht speichert.

 

Markant höherer Wirkungsgrad

Im trockenen Umfeld kommt hingegen ein weiterer positiver Effekt hinzu: Arbeiten Wärmepumpen üblicherweise mit einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von ungefähr 3 und erzeugen – angetrieben von einer Kilowattstunde Strom – drei Kilowattstunden Heizwärme, verbessert das Erdspeicherfeld diesen Wirkungsgrad. «Die Jahresarbeitszahl steigt sogar auf über 5, wenn wärmeres Erdreich angezapft werden kann», sagt Grab, stellvertretender Geschäftsleiter der Hans Abicht AG. Insofern lassen sich die Wärmepumpen für die Wohnüberbauung Suurstoffi mit zwei Drittel weniger Strom betreiben. Doch ganz umsonst sind Effizienzsteigerungen und Speicherfunktionen nicht zu haben: Soll das Erdreich nicht nur Heizen und Kühlen sondern auch die Energie speichern, braucht es dazu eine Vielzahl von Sonden. Bei grossen Überbauungen stellt dies keinen Zusatzaufwand dar. Um auch Einfamilienhäuser derart klimafreundlich und unabhängig zu versorgen, wäre aber ein Verbundnetz für ein ganzes Quartier in Betracht zu ziehen. Mögliche Projekte werden derzeit geprüft.


Langfristig wirksame Investition
Roland Grab hofft, dass Saisonspeicher bis in zehn Jahren Standard sind. Technisch braucht es nichts weiter als Wärmepumpen und gut gedämmte Häuser. Auch wirtschaftlich liegt bereits einiges drin: Gemäss Gebäudetechnikplaner Grab kostet die selbst gespeicherte Wärme – berechnet auf eine Amortisationszeit von 30 Jahren – drei Viertel weniger als bei einer Heizvariante mit fossilen Energieträgern. «In der Suurstoffi wird das Speicherfeld realisiert, weil der Bauherr eine etwas längere nachhaltigere Investorensicht vertritt.»



Text: hausinfo
Bilder: MZ-Immobilien


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Letzte Aktualisierung: 16.05.2012