Geothermie

Mit Erdwärme Eisenbahnweichen auftauen

Deutsche Forscher haben ein Heizungssystem für Eisenbahnweichen entwickelt, das außer der Erdwärme keine weitere Energiequelle benötigt und die Schienen trotzdem eisfrei halten kann. Bisher verwendete Erdwärme-Systeme waren auf elektrisch betriebene Wärmepumpen angewiesen.

Netzausbau Ökostrom© Gina Sanders / Fotolia.com

Bonn (dapd/red) - Kernstück der neuen Anlage ist ein sogenanntes CO2-Wärmerohr, das auch bei geringen Temperaturdifferenzen Wärme effektiv aus dem Boden zur Weiche transportiert. Dieses System haben Wissenschaftler des Bayerischen Zentrums für Angewandte Energieforschung ZAE in Zusammenarbeit mit einem Partner aus der Wirtschaft entwickelt. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert. Ein erster Prototyp der Heizung soll Ende 2010 in Hamburg in Betrieb gehen und die Alltagstauglichkeit unter realen Bedingungen beweisen. Über die Entwicklung berichtet der BINE Informationsdienst "Energieforschung für die Praxis".

Die kalte Jahreszeit ist auch für den Betrieb von Eisen- und Straßenbahnen eine Herausforderung: Nicht nur die Bahnsteige und Bahnübergänge, sondern auch die zahlreichen Weichen des Streckennetzes müssen frei von Schnee und Eis gehalten werden. Dabei kommen Weichenheizungsanlagen zum Einsatz, die verhindern sollen, dass die beweglichen Teile der Weiche einfrieren.

Nach Angaben der Deutschen Bahn AG werden etwa 64.000 Weichen beheizt - in der Regel mit elektrischen Widerstands- oder Gasheizungen. Diese Systeme erfordern einen geringen Investitionsaufwand und arbeiten auch bei extremen Witterungsbedingungen zuverlässig. Der Energieaufwand ist allerdings erheblich. Deutliche Energieeinsparungen von mehr als 40 Prozent erzielen schon jetzt geothermische Weichenheizungen, die seit einigen Jahren als Alternative eingesetzt werden. Sie nutzen Wärme aus dem Erdreich oder dem Grundwasser, die per elektrisch betriebener Wärmepumpe gewonnen wird.

Das neue Verfahren kann nun auch noch auf diesen Energieverbraucher verzichten - und zwar durch die Nutzung der Eigenschaften von Kohlendioxid: Dabei zirkuliert das CO2 unter hohem Druck in einem Wärmerohr im Erdreich unter der Weiche. Am unteren Ende des Rohrs nimmt es aus der Erde die Wärme auf, verdampft dabei und steigt nach oben. Dort gibt es die Wärme über einen direkt an der Weiche befindlichen Kondensator ab und verflüssigt sich wieder. Damit lässt sich für die Weichen eine verlässliche Arbeitstemperatur von 6 bis 10 Grad Celsius bereitstellen, ohne Hilfsenergien, Steuerungen oder Pumpen zu benötigen.

Das System erfordert höhere Investitionskosten als die konventionellen Systeme, aber bezogen auf die gesamte Nutzungszeit liegen die Lebenszykluskosten um mehr als 60 Prozent niedriger, wie die Berechnungen der Entwickler ergaben. Einsatzmöglichkeiten für derartige Systeme bestehen in vielen Ländern der Welt.