Der Plan, eine riesige Wärmflasche unter der Erde herzustellen

Sep 25, 2023

Während des Kalten Krieges lagerten die riesigen Kavernen unter der schwedischen Stadt Västerås insgesamt 300.000 Kubikmeter Öl.

Das Öl war da für den Fall, dass der Dritte Weltkrieg ausbrach und Schweden von der internationalen Energieversorgung abgeschnitten wäre.

Als 1985 die geopolitischen Spannungen nachließen, wurden die Höhlen geleert und stehen bis heute leer.

Das schwedische Energieunternehmen Mälarenergi hat ein Projekt gestartet, um die Anlage zu dekontaminieren und mit bis zu 95 °C heißem Wasser zu füllen. Im Wesentlichen bauen sie eine riesige unterirdische Thermoskanne, die nach Angaben des Unternehmens die größte ihrer Art in Europa sein wird.

„Es ist ziemlich feucht“, beschreibt Lisa Granström, kommissarische Leiterin des Geschäftsbereichs Wärme und Strom, ihren letzten Besuch in den Tunneln, die sich an einem unbekannten Ort befinden. „[Die Höhlen sind] viel wärmer als man erwarten würde. Es riecht immer noch ein wenig ölig.“

Der verfügbare Speicher entspricht ungefähr 120 olympischen Schwimmbecken und ist elfmal größer als der größte oberirdische Warmwasserspeicher, den Mälarenergi in der Nähe hat, fügt Frau Granström hinzu.

Diese Art der Wärmespeicherung ist nur eine von mehreren Möglichkeiten, Wärme im Boden für die spätere Nutzung zwischenzuspeichern. Angesichts des Aufschwungs erneuerbarer Energien und der Besorgnis über die Energiesicherheit in Europa nach der russischen Invasion in der Ukraine argumentieren einige Experten, dass wir mehr auf unterirdische Wärmespeichersysteme setzen sollten.

Im Fall von Västerås wird die Wärme aus den Kavernen über Wärmetauscher an ein Fernwärmenetz weitergeleitet, das 98 % der Haushalte der Stadt mit 130.000 Einwohnern versorgt.

Mälarenergi will bis Ende des Jahres damit beginnen, die Kavernen mit Wasser zu füllen. Die Anlage wird 500 MW Fernwärmeleistung liefern.

Doch woher kommt die Hitze? Brennende Dinge. Das Unternehmen verfügt über ein nahegelegenes Kraftwerk mit Öfen zur Verbrennung von Abfällen oder Biomasse und deren Umwandlung in Strom oder Wärmeenergie. Frau Granström sagt, dass die Technologie zur CO2-Abscheidung, die die schädlichen Emissionen der Anlage reduzieren würde, noch nicht vorhanden sei, ihr Unternehmen jedoch derzeit über die Installation nachdenke.

Mit dem Warmwasserreservoir kann Mälarenergi an kalten Wintertagen mit hohem Bedarf weiterhin Häuser heizen, ohne die Stromproduktion im Kraftwerk zu reduzieren.

Die unterirdische Wärmespeicherung funktioniert in der Regel gut, da die Wärme nur sehr schwer entweichen kann – der Boden selbst fungiert als großer Isolator. Frau Granström erklärt, dass die Kavernen von Mälarenergi die Wärme mehrere Wochen lang speichern werden und dass das System besonders stabil sein sollte, wenn nach einigen Jahren die Temperatur des angrenzenden Bodens ansteigt.

„Sobald es erhitzt ist, ist der Verlust nicht mehr so ​​groß“, sagt sie. „Du hast die Felsen drumherum erhitzt.“

Das mag den Londonern gefallen, die der schweißtreibenden Fahrt mit der U-Bahn zur und von der Arbeit überdrüssig sind. Seit Jahrzehnten erwärmt die Hitze von Menschen und Zügen den Lehm, der die Tunnel der Londoner U-Bahn umgibt. So sehr, dass dieser Ton jetzt eine Umgebungstemperatur zwischen 20 und 25 °C hat, was es sehr schwierig macht, Röhrenwagen und Plattformen im Netzwerk abzukühlen.

Das Projekt in Västerås ist nicht das erste seiner Art. In Finnland begann das Energieunternehmen Helen im Jahr 2021 damit, ein etwas kleineres Kavernensystem auf der Insel Mustikkamaa mit heißem Wasser zu füllen. Die Anlage sei nun in Betrieb, teilte das Unternehmen mit und versorgt 25.000 Ein-Zimmer-Wohnungen das ganze Jahr über mit Wärme.

„Die vorgeschlagenen Höhlenlösungen finde ich großartig“, sagt Fleur Loveridge von der University of Leeds. „Sie sind nur eine Option, wenn Sie so wollen.“

Mehr Geschäftstechnologie:

Nach Angaben der britischen Kohlebehörde lebt ein Viertel der britischen Bevölkerung über verlassenen Kohlebergwerken. Eine beträchtliche Anzahl dieser Minen ist überflutet und die Temperaturen herrschen von Natur aus relativ warm, beispielsweise etwa 15 °C.

Dieses Grubenwasser könnte möglicherweise durch ein Wärmepumpensystem weiter erhitzt werden, bevor es über Rohre an umliegende Häuser verteilt wird, wo es Heizkörper erwärmt oder Warmwasser bereitstellt. Ein solches System könnte mithilfe von Wärmetauschern einen geschlossenen Wasserkreislauf erwärmen, sodass potenzielle Schadstoffe aus dem Grubenwasser nicht in die Hausversorgung gelangen.

Prof. Loveridge weist darauf hin, dass das Heizen etwa ein Viertel der CO2-Emissionen des Vereinigten Königreichs ausmacht und die Dekarbonisierung des Heizens ziemlich schwierig ist. Millionen Haushalte sind beispielsweise immer noch auf Heizkessel mit fossilen Brennstoffen angewiesen.

„Wir sollten als Land alle uns zur Verfügung stehenden Optionen für thermische Energiequellen und -speicher nutzen“, sagt sie.

Aber es gibt eine Alternative zu riesigen Thermosflaschen unter der Erde – wie wäre es mit heißen Felsschwämmen? Matthew Jackson vom Imperial College London sagt, dass wir in Großbritannien möglicherweise Grundwasserleiter nutzen könnten, poröse Gesteinskörper im Untergrund, die auf natürliche Weise Wasser speichern.

Es ist möglich, Wärme – oder Kälte – in große Bereiche dieser „Schwämme“ zu pumpen und diese dann bei Bedarf über eine Flüssigkeit wieder abzuführen, um Wohnräume zu erwärmen oder abzukühlen. Ein solches System könnte sogar effizienter sein als Warmwasserreservoirs in Kavernen, sagt Prof. Jackson.

Trotz zahlreicher Anlagen zur Speicherung von Grundwasserwärmeenergie in Europa – beispielsweise in den Niederlanden gibt es Tausende – ist dies im Vereinigten Königreich nach wie vor selten.

„Das ist eine Technologie, die [hier] nicht so weit verbreitet ist“, sagt Prof. Jackson. „Derzeit sind 11 Anlagen in Betrieb.“

Ein Beispiel ist der Luxuskomplex Chelsea Barracks in London, der zu einem Wohn- und Gewerbegebiet umgebaut wird. Zwischen 2015 und 2018 wurde von einem belgischen Unternehmen, AGT, ein Aquifer-Wärmespeichersystem installiert.

Für solche Zwecke geeignete Grundwasserleiter gibt es jedoch in ganz Großbritannien in Hülle und Fülle und liegen häufig direkt unter Städten, bemerkt Prof. Jackson.

Und doch hinkt Großbritannien bei der Nutzung unterirdischer thermischer Energieressourcen wohl hinterher.

„Die Haupthindernisse für den Einsatz im Vereinigten Königreich liegen nicht in der technischen Eignung“, sagt Prof. Jackson. „Es geht ihnen wirklich darum, den Entwicklern bewusst zu machen, dass dies eine Lösung ist.“