Energiegewinnung 26.02.2021, 11:33 Uhr

Brenner-Basistunnel wird CO2-neutraler Energielieferant

Im Tunnelwasser steckt viel Wärme. Diese will ein Forschungsverbund unter Leitung der TU Graz nutzen, um Energie zu gewinnen. Leuchtturmprojekt ist der Brenner Basistunnel.

Innsbrucker Stadtviertel könnten bald durch das Drainagewasser des Brenner Basistunnel mit Energie versorgt werden. Foto: BBT SE

Innsbrucker Stadtviertel könnten bald durch das Drainagewasser des Brenner Basistunnel mit Energie versorgt werden.

Foto: BBT SE

In ungefähr zehn Jahren soll der Brenner Basistunnel fertiggestellt sein. Mit ihm wird der Transitverkehr zwischen Italien und Österreich entlastet. Doch aus dem Brenner Basistunnel soll ein weiterer Nutzen gezogen werden. Gemeinsam mit dem Institut für Felsmechanik und Tunnelbau der TU Graz arbeiten die Brenner Basistunnel Gesellschaft (BBT SE) und die Innsbrucker Kommunalbetriebe daran, das geothermische Potenzial des Tunnels zu ermitteln. Hierzu erklärt Thomas Marcher, Institutsleiter vom Institut für Felsmechanik und Tunnelbau der TU Graz: „Wir untersuchen, ob und wie das Drainagewasser aus dem Brenner Basistunnel zum klimafreundlichen Heizen und Kühlen von Häusern oder sogar ganzen Stadtvierteln in Innsbruck genutzt werden kann.“

Gebirgswärme nutzen

Das Forscherteam will mithilfe von Simulationsmodellen für den Brenner Basistunnel innerhalb von einem Jahr eine erste Einschätzung abgeben. Diese soll zeigen, welche infrastrukturellen Maßnahmen getroffen werden müssen, damit möglichst viel Energie gewonnen werden kann. Projektkoordinator Thomas Geisler vom Institut für Felsmechanik und Tunnelbau nennt Beispiele: „Wir testen etwa Möglichkeiten, ob und wie wir die Temperatur des Drainagewassers auf ein höheres Niveau bringen können. Eine denkbare Variante sind sogenannte Absorber-Techniken (Energie-Anker oder Energie-Sohlen, Anm.), die an der Tunnelinnenwand verbaut werden und die Gebirgswärme aufnehmen. Darüber hinaus wollen wir klären, wie eine sinnvolle ökonomische Verteilung des Wassers hinein in die Haushalte erfolgen kann und wie die Wärmepumpen und die Wärmeübertrager geplant oder adaptiert werden müssen.“ Die BBT SE und die Innsbrucker Kommunalbetriebe nutzen die Ergebnisse als Entscheidungsgrundlage für ihr weiteres wirtschaftliches und technisches Vorgehen.

Alleinstellungsmerkmale des Tunnel nutzen

Das Forscherteam nutzt bei ihrer Planung die Merkmale des mit 64 Kilometer längsten Eisenbahntunnel der Welt:

  • Der Eisenbahntunnel neigt sich zu Innsbruck hin, dadurch fließt das Tunnelwasser des Brenner Basistunnel ohne zusätzlichen Pumpenaufwand automatisch zur Stadt hin.
  • Unter den Hauptröhren befindet sich ein Erkundungsstollen. Dieser ist schon fast fertiggestellt. Über ihn wird künftig das Drainagewasser der Haupttunnel abgeleitet.
  • Durch die Nutzung des Erkundungsstollens für Konzepte der Energiegewinnung wird der Bahnbetrieb nicht gestört. Somit ist es möglich, das Projekt mit wenig Aufwand und geringen Kosten umzusetzen.

Auch wenn diese Voraussetzungen scheinbar eine einfache Umsetzung ermöglichen, gibt es doch Herausforderungen. Damit das zukünftige System möglichst effizient ist, muss das Forscherteam die genaue Menge und Temperatur des Wassers nach der Fertigstellung des Brenner Basistunnels kennen. Um hier genaue Kenntnisse zu bekommen, wird das Team unterstützt vom AIT und der Geologischen Bundesanstalt sowie von BOKU-Forschenden des Instituts für Angewandte Geologie und des Instituts für Energie und Verfahrenstechnik. „Wir haben das Projekt sehr interdisziplinär angelegt, zumal das für das beste Ergebnis die Expertise aus den Fachgebieten Hydrogeologie, Tunnelbau, Verfahrenstechnik und Hydrochemie braucht“, so Geisler. Die BBT SE und die Innsbrucker Kommunalbetriebe liefern die entsprechenden Daten für die Untersuchungen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern.

Bestehende Tunnelprojekte sind künftige Energielieferanten

Die Arbeit zur Energiegewinnung durch den Brenner Basistunnel soll so ausgelegt werden, dass das Konzept auf andere, auch bestehende Tunnelbauten übertragen werden kann. Daher gehört es auch zur Aufgabe des Forscherteams zu prüfen, welche Technologien in Tunnelbauten und Tunnelbauprojekten nachgerüstet werden können, damit auch dort das energetische Potenzial genutzt werden kann. „Das oberirdische Platzangebot wird immer knapper und der Energiebedarf immer größer. Untertagebauwerke sind natürliche Energie- und Wärmequellen. Nicht nur aus ökologischer Sicht, auch aus Platzgründen ist es also nur gut und sinnvoll, diese Infrastruktur zukünftig verstärkt für die Energieversorgung zu nutzen“, hofft Marcher auf Vorbildwirkung für Tunnelplaner und -betreiber. Jedoch meint Marcher: „Wir müssen intensiv überprüfen, wie sich der Wärmeentzug langfristig auf die thermophysikalischen Eigenschaften des Gebirges auswirkt. Denn was wir alle nicht wollen: Eine Abkühlung in einer solchen Dimension, die die Energiegewinnung langfristig schmälert.“

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Von TU Graz

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