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StartseiteForschung aktuellEnergie aus U-Bahn-Abwässern31.08.2016

Abgepumpt Energie aus U-Bahn-Abwässern

Abwässer zur Wärmegewinnung zu nutzen, ist keine neue Idee – sie wird schon lange in Tunneln praktiziert. Um herauszufinden, ob sich das Prinzip auch auf ein U-Bahnnetz übertragen lässt, stieg ein Doktorand zwei lang hinab in die Schächte von Glasgow. Mit überraschendem Ergebnis.

Von Johannes Kulms

Ein U-Bahn Schacht in Berlin, der anlässlich des 25-Jährigen Mauerfalls abgesperrt ist (dpa / Daniel Naupold)
Abwässer in U-Bahn Schächten sollen zur Wärmegewinnung genutzt werden (dpa / Daniel Naupold)
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Die Studie von Nicholas Hytiris

Rund 10 Kilometer lang und oval ist der Parcours auf dem die orange-grau gestreiften Züge der Glasgower U-Bahn unterwegs sind. Das Netz wurde 1896 eröffnet – und ist damit das drittälteste der Welt. Genauso lange kämpfen die Betreiber der schottischen Stadt bereits mit einem Problem, das auch andere Verkehrsbetriebe dieser Welt haben: Einsickerndes Grundwasser.

"Stellen Sie sich Becken voller Wasser in ihrem Haus vor. Und dann lassen sie ein durchlöchertes Rohr in dieses Becken absinken. Sie werden sehen: Das Rohr wird sich rasch mit Wasser füllen, das durch alle Löcher reinströmt. Und genauso ist das in Glasgow: Wir haben zwei Flüsse, die die U-Bahn passiert. Und wir haben ein Leitungssystem, dass das Wasser abhalten soll, aber es strömt immer herein", sagt Nicholas Hytiris.

Er ist Wissenschaftler an der Glasgow Caledonia University in der Abteilung Bautechnik und Umwelttechnologie. Hytiris ist diese Woche nach Kiel gekommen, um auf der ersten "International Conference on Energy Geotechnics" ein Praxisbeispiel vorzustellen, wie sich mit Hilfe von Geotechnik Energie gewinnen lässt. Bisher wird entlang der Glasgower U-Bahn in 21 Becken das einsickernde Wasser gesammelt und anschließend ins städtische Kanalisationssystem gepumpt.

"Die U-Bahnbetreiber hatten sich an uns gewendet mit einer Frage: Ist es möglich, die Abwässer in unseren Tunneln irgendwie weiter zu verwerten? Und da sagte ich: Klar, wir müssen dafür allerdings eine Machbarkeitsstudie durchführen und die Wassermenge untersuchen, aber auch die Wasserqualität – und die Temperatur."

Wasser zur Energiegewinnung nutzbar

Abwässer zur Wärmegewinnung zu nutzen, ist keine neue Idee – sie wird schon lange praktiziert in Tunneln. Um herauszufinden, ob sich das Prinzip auch auf ein U-Bahnnetz übertragen lässt, stieg ein Doktorand zwei Jahre lang hinab in die Schächte von Glasgow.

"Er konnte erst ab 23 Uhr mit den Messungen anfangen, wenn der Starkstrom abgeschaltet war. Um vier Uhr morgens musste er dann wieder raus sein."

Die Messungen ergaben: Die Abwässer in der Glasgower U-Bahn haben keine Trinkwasserqualität. Sie sind schmutzig – aber auch frei von Bakterien und deshalb zur Energiegewinnung nutzbar. Hierfür werden Wärmepumpen genutzt.

"Sie erhitzen das Abwasser – von den ursprünglichen 14 Grad hoch auf 50 Grad. Dann wird es in die Heizkörper geleitet, ehe es wieder zurück geht ins Abwasser und alles von vorne beginnt."

Und dieser Einsatz lohne sich, sagt Hytiris. Der Nutzungsgrad beträgt 2,7. Das heißt: Für jedes Watt, dass die U-Bahnbetreiber in die Energiegewinnung investieren, werden im Gegenzug fast drei Watt nutzbar. Nach der erfolgreichen Machbarkeitsstudie haben die U-Bahnbetreiber nun  flächendeckend an sämtlichen Haltestellen Wärmepumpen installiert, erklärt Nicholas Hytiris. Mit der entstehenden Energie ließe sich künftig ein Teil der Innenstadt versorgen – Hytiris hat zum Beispiel Supermärkte und Restaurants vor Augen.

"Ich würde nicht sagen, dass es etwas Besonderes ist, weil der Wissensstand dazu da ist. Die Besonderheit besteht darin, die Städte vielleicht davon zu überzeugen, das zu realisieren. Das ist der Punkt", sagt Frank Wuttke, Professor am Kieler Institut für Geowissenschaften und Gastgeber der Konferenz.

Vernetzung muss besser werden

Der Blick auf und in den Untergrund werde immer wichtiger – und das beschränke sich keineswegs auf die U-Bahn. Wuttke sagt: Die Energiewende in Deutschland wird ohne die Geotechnik nicht gelingen.

"Wir haben verschiedene Probleme bei der Produktion von Energie, wir haben Probleme beim Transport von Energie oder Übertragung der Energie – Erdkabel seien da genannt. Und wir haben massive Probleme bei der Speicherung von Energie. Die Batterien, die wir bisher haben, die sind viel zu klein. Das heißt, die Energiemengen, die momentan produziert werden, können nicht gespeichert werden."

Man könnte auch sagen: Die Vernetzung muss verbessert werden. Das gilt für die Energie ebenso wie auch für die Geowissenschaftler untereinander. Beides will die Kieler Konferenz unterstützen.

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