Erdspeicher

Main content

Mit dem Erdspeicher am Campus Hönggerberg baut die ETH Zürich ein dynamisches System, das darauf abzielt die CO2 Emissionen aus Heizung und Kühlung signifikant zu reduzieren. Während die Technologie nicht neu ist, sind doch die Grösse und Komplexität des Projekts bemerkenswert. Die erste Bauphase begann im Jahre 2003 und wurde 2012 abgeschlossen. Das Ziel des Projektes ist es, die gemessenen CO2 Werte aus dem Jahre 2006 (9200 t CO2eq pro Jahr) zu halbieren. Dieser Zielwert kann voraussichtlich im Jahre 2020 erreicht werden.

 

Nur wenige Meter unter der Erdoberfläche kann man auf schier endlosen Gängen den Campus Hönggerberg durchqueren. Der Weg durch die «Unterwelt» ist durch viele Brandschutztüren eingeteilt, dahinter tun sich immer wieder neue Räume auf. An den Wänden entlang und über den Köpfen schweben mächtige Wasserleitungen aus Kunststoff, mal nebeneinander, mal untereinander angeordnet. Der Platz ist knapp, jeder Meter sorgfältig genutzt. «Allein der Aufbau dieses Systems war eine grosse Herausforderung», erzählt Reto Hassler-Pause bei der Besichtigung eines Projekts, das es so kein zweites Mal in der Schweiz gibt. Hassler-Pause ist bei der ETH als Projektkoordinator für Planung und Betrieb des «Anergienetzes» Hönggerberg zuständig.

So einfach wie raffiniert

Was macht dieses System, das im Kern auf herkömmlichen Technologien wie der Wärempumpe basiert, zu einem Leuchtturmprojekt? Die Idee hinter dem dynamischen Erdspeicher ist so einfach wie raffiniert: Während die einen Gebäude im Winter beheizt werden, geben andere – vor allem dort, wo Server oder Laborgeräte für die Forschung stehen – während des ganzen Jahres Wärme ab, sie müssen gekühlt werden. Bislang verpuffte die Abwärme ungenutzt. Mit dem Erdspeichersystem wird nun überschüssige Wärme mit Hilfe von wassergefüllten Erdsonden 150-200 Meter tief im Erdreich eingelagert, um sie im Winter für das Heizen zu nutzen. Durch das Heizen wird dem Speicher in kühlen Monaten Wärme entzogen und die Temperatur des darin zirkulierenden Wassers sinkt. Im Sommer lässt sich dann der Prozess umkehren, indem man das kühlere Wasser nutzt, um die Gebäude zu kühlen.

«Anergie» ersetzt fossile Brennstoffe

Das neue Energiekonzept der ETH sieht vor, möglichst viel «niederwertige» Energie (Anergie) zu Heiz- und Kühlzwecken einzusetzen. Bei der Anergie handelt es sich beim Campus Hönggerberg um Erdwärme und Abwärme. Der Erdspeicher funktioniert wie eine Batterie, die je nach Saison auf- oder entladen wird. Dynamisch heisst das System deshalb, weil es sowohl für Heizung wie Kühlung sorgt.

Jeanette Maurer-Hartmann, Projektleiterin und Bauherrin im Auftrag des ETH Infrastrukturbereichs Bauten, bringt das Konzept so auf den Punkt: «Das Herzstück ist der grosse Energiekanal, eine Ringleitung. Daran hängen Unterstationen, welche die Energie veredeln beziehungsweise umwandeln. Von den Unterstationen geht die Energie in die angeschlossenen Gebäude oder zurück in die Ringleitung». Über die Ringleitung sind die Unterstationen und Erdsondenfelder miteinander und untereinander verbunden. Hassler-Pause und seine Kollegen befinden sich derzeit in der Phase der Inbetriebnahme und Prozessoptimierung, wie er sagt. «Das System muss ja im Verbund funktionieren. Vor allem die Hydraulik der zahlreichen Pumpen ist in diesem komplexen System eine grosse Herausforderung weil sie das Wasser gleichzeitig in den Ringkanal drücken».

Die Ringleitung, Unterstationen und Sonden werden zum grossen Teil vor 2025 fertiggestellt sein. Doch der Campus wächst und jede Unterstation versorgt mehrere Gebäude (sogenannte Cluster), die zum Teil erst noch gebaut oder saniert werden müssen. Die Herausforderung besteht vor allem darin, die Erweiterung des Speichersystems unter der Erde mit dem schrittweisen Ausbau des Campus über der Erde synchron zu bewerkstelligen. Als nächstes werden die neuen Wohnbauten für Studierende an das Anergienetz angeschlossen.

Geringere Energiekosten, weniger CO2

37 Millionen Franken wird das Erdspeicherprojekt kosten, verteilt über 15 Jahre. 17 Millionen Franken davon sind eigentliche Mehrkosten. Denn die ETH hätte das bestehende Heizsystem ohnehin sanieren müssen. Sie rechnet mit Einsparungen bei den Energiekosten von jährlich einer Million Franken durch das innovative Erdspeichersystem. Die CO2-Emissionen lassen sich bereits bis 2020 halbieren.

 
 
URL der Seite: https://www.ethz.ch/de/die-eth-zuerich/nachhaltigkeit/sustainable-campus/energie/anergy%2520grid.html
Tue Jun 27 05:08:13 CEST 2017
© 2017 Eidgenössische Technische Hochschule Zürich