Wärmespeicher 30.03.2023, 08:40 Uhr

Schweiz macht den Winter zum Sommer

Erneuerbare Quellen tragen immer mehr zur Deckung der Heizenergie bei. Unter anderem werden jahreszeitlich bedingte Wärmeüberschüsse unterirdisch in Gestein gelagert, um später „geerntet“ zu werden.

Genfer See

Heizen mit Hilfe des Genfer Sees...

Foto: PantherMedia / akulamatiau

Schweizer Städte geben viel Geld für den Ausbau der Fernwärme aus, damit auch dicht bebaute Stadtzentren versorgt werden können. Quellen sind Müllverbrennungsanlagen, Abwärme aus thermischen und nuklearen Kraftwerken sowie industriellen Prozessen, Holzschnitzel, Kläranlagen, Geothermie sowie Umweltwärme. Um Bedarfsspitzen abzudecken und als Reserve werden heute noch überwiegend Erdgas- und Heizölkessel eingesetzt. Diese werden zunehmen durch große thermische Kurz- und Langzeitspeicher ersetzt, die, wenn die Umstände es erlauben, mit Wärme aus erneuerbaren Energien gespeist werden, um später oder gar viel später genutzt zu werden, wenn es an umweltverträglicher Heizwärme fehlt. Das geschieht zum Beispiel in der Energiezentrale der Agro Energie Schwyz in Ibach im Kanton Schwyz.

Heizen mit Hilfe des Genfer Sees

Genf setzt auf Energie aus dem Genfer See, die als Quelle für Wärmepumpen genutzt wird. Bern nutzt hauptsächlich Abwärme aus der Müllverbrennung. In Zürich werden diese beiden Quellen mit Abwärme aus der Kläranlage Werdhölzli ergänzt. In ländlichen Regionen wird oft auch lokales Energieholz als Quelle für kleinere Fernwärmenetze genutzt.

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Mal Wärmepumpe, mal Wärmespeicher

Wärmespeicher können aber auch andere Funktionen übernehmen und beispielsweise den kontinuierlichen und somit emissionsarmen Betrieb von Biomassekesseln ermöglichen. Sie entkoppeln Wärmeproduktion und -bedarf und entlasten indirekt das elektrische Netz, weil Wärmepumpen nur betrieben werden, wenn genügend Strom im Netz ist. Ansonsten werden die Thermospeicher angezapft. Umgekehrt können große Wärmepumpen Wärme auf Vorrat produzieren, wenn im Stromnetz Überfluss herrscht.

Heizwärme aus dem Untergrund

In der Schweiz werden unterschiedliche Speichertechnologien eingesetzt. Sie reichen von großen Stahltanks, die Energie für einige Stunden oder Tage speichern können, bis zu gigantischen unterirdischen Wärmespeichern. In Bern wird künftig im Pilotprojekt „Geospeicher“ im Sommer Gestein in einer Tiefe zwischen gut 200 und 500 Metern mit 90 Grad heißem Wasser erwärmt. Als Wärmequellen dienen eine Müllverbrennungsanlage und ein Holzheizkraftwerk oberhalb des Wärmespeichers, der sich im Bau befinde. In den Wintermonaten wird die gespeicherte Energie zurückgewonnen und in das Fernwärmenetz eingespeist. Auf diese Weise wird der Versorger Energie Wasser Bern einen saisonalen Wärmevorrat von 12 bis 15 Gigawattstunden anlegen. Der Probebetrieb soll im kommenden Jahr beginnen.

50 Prozent gehen fürs Heizen drauf

Die Schweiz verbraucht 50 Prozent ihres Energiebedarfs fürs Heizen und für die Warmwasserbereitung. Zwei Drittel davon werden durch Erdgas und Heizöl gedeckt. Erst die Verknappung von Erdöl und Erdgas durch den Angriff Russlands auf die Ukraine hat ein Umdenken ausgelöst. „Das hätten wir auch früher haben können“, sagt Josef Jenni (68), Chef der Energietechnik AG in Oberburg im Kanton Bern. Sein Unternehmen baut seit 20 Jahren Häuser, die ganzjährig mit erneuerbarer Energie heizen: Solarkollektoren auf den Dächern erwärmen dafür Wärmespeicher im Erdgeschoss. Mehr als 25.000 Anlagen dieser Art aus Jennis Fabrik gibt es bereits in Europa.

Winterstrombedarf lässt sich senken

Speicher können den zusätzlichen Winterstrombedarf in der Schweiz von zehn auf sechs Terawattstunden senken, so Gianfranco Guidati vom Energy Science Center der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich und Jörg Worlitschek, Professor und Leiter des Kompetenzzentrums Thermische Energiespeicher der Hochschule Luzern. Sie stützen sich auf Berechnungen im Rahmen des Forums Energiespeicher Schweiz, einer Initiative des Wirtschaftsdachverbands AEE Suisse.

Drei Zentralspeicherformen

Die Wissenschaftler verweisen auf drei Zentralspeicherformen, mit denen sich massiv Winterstrom sparen lässt. „Wir können Wärmepumpen auch im Sommer betreiben und die Wärme für den Winter speichern“ sagt Worlitschek. Dank Wasserkraft hat die Schweiz im Sommer genügend Strom. „Sodann produzieren Kehrichtverbrennungsanlagen im Sommer viel überschüssige Wärme, die wir ebenfalls speichern können. Und schließlich lässt sich mit Erdsonden nicht nur Wärme entziehen. Wir können sie im Sommer mittels Gebäudekühlung, Umgebungswärme und Sonnenkollektoren auch in den Boden zurückschicken und in der kalten Jahreszeit nutzen.“

56 Millionen Liter heißes Wasser

Wärmespeicher sind auch eine Option für Deutschland. Derzeit gibt es rund 30 dieser Anlagen, die Wärme allerdings meist nur für wenige Tage speichern können. Die größte Anlage betreibt Vattenfall Wärme Berlin am Steinkohle-Heizkraftwerk Reuter West, die auch mit Abwärme aus anderen Quellen und umweltverträglich hergestellter Wärme befüllt wird. Der Speicher ist 45 Meter hoch, hat einen Durchmesser von 43 Metern und fasst 56 Millionen Liter heißes Wasser. „Bei einer thermischen Leistung von 200 Megawatt kann der Speicher 13 Stunden lang Wärme liefern – sogar bei sehr kalter Witterung“, so Tanja Wielgoß, die Vorstandsvorsitzende des Betreiberunternehmens.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

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