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Mitteltiefe Geothermie

Der Bereich der mitteltiefen Geothermie beginnt bei Tiefen von 400 und reicht bis rund 1'000 Metern, wobei der Übergang zur tiefen Geothermie fliessend ist. Durch die grösseren Zieltiefen werden deutlich höhere Gebirgstemperaturen erschlossen, wodurch beispielsweise Wärmepumpen mit signifikant besseren Wirkungsgraden betrieben werden können. Allerdings kann durch die höhere Quellentemperatur ein Gebäude auch nicht mehr direkt gekühlt werden (Freecooling). Gleichzeitig ist die geförderte Wärmeenergie noch zu gering, um damit Strom produzieren zu können.

 

Tiefe Erdwärmesonden

Schema der zwei häufigsten Tiefen-EWS Bautypen: a) Koaxialsonde, b) U-Rohrsonde
Schema der häufigsten Bautypen von Tiefen-EWS: a) Koaxialsonde, b) U-Rohrsonde

Das Prinzip der Tiefen-Erdwärmesonde (Tiefen-EWS) wurde Anfang der 1990er Jahre erstmals in der Schweiz erprobt (Tiefen-EWS Weggis und Weissbad). In den vergangenen Jahren haben sich Koaxialsonden und Doppel-U-Sonden (z. B. Tiefen-EWS Oftringen) als geeigneter Bautyp für Tiefen-EWS etabliert. Als Wärmeträgermedium kommt reines Wasser oder eine Wasser/Glykol-Mischung in Frage, wobei die jeweilige Wärmeträgerflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. Je nach notwendigem Wärmebedarf kann die geförderte Wärme direkt genutzt oder mittels Wärmepumpe auf ein nutzbares Energieniveau angehoben werden.

Aufgrund der höheren Erstellungskosten werden Tiefen-EWS noch selten realisiert. In Zukunft können Tiefen-EWS in dicht bebauten städtischen Gebieten zur Versorgung von mehreren Gebäuden bzw. grossen Gebäudekomplexen sowie im Nahbereich von grossen Energieabnehmern (Hallenbäder, Krankenhäuser) von besonderem Interesse sein. Auch in Bezug zur Solarthermie - also der Speicherung von Sonnenenergie im Boden - haben Tiefen-EWS ein hohes Potenzial. Hierfür müssen allerdings Schläuche / Rohre mit Edelstahlarmierung und thermisch stabileren Kunststoffen verwendet werden.


Tiefbrunnen für Wärmegewinnung

Sofern sich genügend warmes Wasser im Untergrund befindet, ist im Rahmen der mitteltiefen Geothermie eine Wärmenutzung des Untergrundes möglich. Hierfür müssen mehrere Bedingungen erfüllt sein:

 

1. Das Wasser, welches als Wärmeträgermedium benutzt wird, sollte eine möglichst geringe Mineralisierung aufweisen.

2. Entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf muss es in ausreichender Menge vorhanden sein.

3. Das Wasser sollte eine möglichst hohe Temperatur aufweisen.

 

In der Schweiz existieren an den verschiedensten Stellen Tiefbrunnen, welche im Sinne der geothermischen Wärmegewinnung seit Jahrzehnten im Einsatz sind. Je nach Wasserqualität und Grösse des Reservoirs kann das Thermalwasser mittels Singlette (nur ein Förderbrunnen) oder Doublette (Förder- und Rückgabebrunnen) genutzt werden. So gibt es zum Beispiel im Kanton Zürich mehrere geothermische Tiefbrunnen, welche warmes Wasser aus den Gesteinsschichten der Oberen Meeresmolasse aus einigen hundert Metern Tiefe fördern (z. B. Bassersdorf, Kloten oder die beiden Zürcher Thermalbrunnen Aqui und Tiefenbrunnen).

 


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