Urbane Wärmeinseln als Heizquellen
publiziert: Mittwoch, 29. Dez 2010 / 20:18 Uhr / aktualisiert: Mittwoch, 29. Dez 2010 / 20:45 Uhr
Die Nutzung des Grundwassers als Heizwärme könnte einen Teil des Energiebedarfs abdecken.
Die Nutzung des Grundwassers als Heizwärme könnte einen Teil des Energiebedarfs abdecken.

Klimawandel und Wärmeinseleffekt haben in grossen Städten nicht nur die Oberflächentemperaturen ansteigen lassen. Auch das Grundwasser hat sich erwärmt.

In einem von der ETH Zürich und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierten Projekt haben Wissenschaftler das geothermische Potenzial von oberflächennahen Grundwasserschichten in urbanen Ballungsräumen untersucht.

Ergebnis: Unter den Städten schlummern enorme Heizquellen. So liesse sich in Köln der jährliche Heizbedarf aller Wohngebäude mit Wärme aus dem Grundwasser für mindestens zweieinhalb Jahre decken.

Enge Strassen, dicht an dicht stehende Gebäude, Fabriken und lebhafter Strassenverkehr bewirken, dass die Temperaturen in Grossstädten deutlich über denen im Umland liegen. Dieser Wärmeinseleffekt hat zusammen mit dem Klimawandel in den vergangenen hundert Jahren auch die Temperaturen unter der Oberfläche von urbanen Ballungsräumen ansteigen lassen. In einem am KIT und an der ETH Zürich koordinierten Projekt wiesen Forscher aus Deutschland, der Schweiz und Kanada deutliche Grundwassererwärmungen nach.

„Diese erwärmten Grundwasserschichten bieten genug Energie, um einen ganz erheblichen Teil des Heizbedarfs ganzer Städte zu decken“, erklärt Juniorprofessor Philipp Blum, Leiter der Abteilung Ingenieurgeologie des Instituts für Angewandte Geowissenschaften des KIT. Blum und seine Kollegen untersuchten das geothermische Potenzial des Grundwassers in Grossstädten. Die Ergebnisse ihrer Forschungen haben sie nun in der Zeitschrift „Environmental Research Letters“ veröffentlicht.

Messungen der Wissenschaftler in Köln sowie in Winnipeg/Kanada ergaben im Vergleich zum ländlichen Umland eine Erhöhung der Grundwassertemperaturen um bis zu fünf Grad. Diese Energie liesse sich beispielsweise mithilfe von Erdwärmepumpen effizient zum Heizen im Winter und zum Kühlen im Sommer nutzen.

Würde in Köln das Wasser in einer rund 20 Meter dicken Schicht im Untergrund angezapft und um nur zwei Grad abgekühlt, liesse sich damit der jährliche Heizbedarf sämtlicher Wohngebäude in der Stadt für mindestens zweieinhalb bis maximal 20 Jahre decken, wie die Forscher errechneten. In Megastädten wie Shanghai und Tokio könnte das Grundwasser sogar Heizwärme für mehrere Jahrzehnte liefern.

Die Forscher gehen davon aus, dass die Grundwassertemperaturen mit fortschreitender Urbanisierung weiter ansteigen werden. Die Nutzung dieses geothermischen Potenzials würde nicht nur dazu beitragen, den wachsenden Energiebedarf zu decken, sondern auch den Ausstoss von Treibhausgasen reduzieren und damit der Erwärmung der Städte entgegenwirken.

(KIT/ht/pd)

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