BFE finanzierte Machbarkeitsstudie "ThePoTun"

Im Rahmen von «ThePoTun» wurden von der AUG Konzepte für eine koordinierte effiziente thermische Nutzung von Tunnelbauwerken zur Gewinnung von erneuerbarer Wärmeenergie im Stadtgebiet von Basel evaluiert. Ein weiterer Schwerpunkt lag auch auf der Evaluation von verschiedenen Strategien zur Kombination mit ATES-Systemen (Aquifer Thermal Energy Storage) zur saisonalen thermischen Energiespeicherung im Festgestein.

Die Ergebnisse zeigen, dass die thermische Aktivierung von Tunnel Absorbersystemen (TAS) in Abschnitten des geplanten S-Bahntunnels «Herzstück» dort am effizientesten ist, in welchen dieser in den Grundwasser-gesättigten Lockergesteinen verläuft. Die thermische Nutzung von Wasser, welches in Dükersystemen zirkuliert, erwies sich nur im Heizbetrieb und für Abschnitte als vorteilhaft, in welchen der Autobahntunnel senkrecht zur regionalen Grundwasserströmung verläuft und vergleichsweise hohe Grundwassertemperaturen existieren. Die «Tunnel- und auch Grundwasserklimatisierung» können eine Lösung für lokale umweltrelevante Ersatzmassnahmen von Grossbauprojekten darstellen. So zeigte sich, dass vor dem Hintergrund der Klimaänderungen, der Betrieb von TAS eine mögliche Anpassungsstrategie darstellt, um der Temperaturentwicklung urbaner Grundwasserressourcen zu begegnen.

Ein wichtiges Ergebnis der Machbarkeitsstudie ist auch, dass das Potenzial der thermischen Nutzung von Tunnelinfrastrukturen im aktuellen kantonalen Teilrichtplan Energie für den Kanton Basel-Stadt Berücksichtigung fand und, dass für den sich in der Planung befindenden „Rheintunnel“ Aspekte der thermischen Beeinflussung und Nutzung abgeklärt werden. 

Auch die im Rahmen von ThePoTun durchgeführten Messungen der Tunnelinnenlufttemperatur des Nordtangentenbauwerkes dienen gegenwärtig als Referenz für eine Abschätzung der thermischen Beeinflussung der geplanten Autobahn «Rheintunnel». Dies zeigt auch nochmals die Bedeutung entsprechender Datengrundlagen und Kenntnisse der thermischen Beeinflussung von Untergrundstrukturen. Vor allem auch vor dem Hintergrund, dass in der Schweiz Infrastrukturbauten vermehrt im Untergrund realisiert werden, welche sowohl quantitativ (Grundwasserdurchfluss) als auch qualitativ (Grundwassertemperaturen) Untergrundressourcen beeinträchtigen.

Auftraggeber: Bundesamt für Energie (BFE)

Projektlaufzeit: 2017 – 2020

Projektbearbeitung AUG: Jannis Epting, Peter Huggenberger

Links oben: Grundwassertemperaturen und städtische Untergrundstrukturen, einschliesslich thermische Nutzung mittels «passiver» Energieabsorber für S-Bahntunnel sowie «aktive» thermische Nutzung des Grundwassers in Dükersystemen. Links unten: Einsatz von ENERTUN^©-Wärmeabsorbern im Turiner Metro-Tunnelbauwerk (Politecnico di Torino) und Implementation für die lokale 3D-Wärmetransportmodellierung. Rechts: Geometrien des ATES-Wärmetransportmodells sowie Temperaturtiefenprofil der Geothermieerkundungsbohrung Otterbach 2 im Zusammenhang mit den Ergebnissen der Simulationen des Energiepotenzials von EWS (Erdwärmesonden) und EP (Energie Pfähle).