Energie aus Sonne, Wind und Erdwärme

Über regenerative Energien wird viel gesprochen. Nur langsam aber werden die Ideen für die Energiegewinnung von morgen auch in die Tat umgesetzt. Zwar gibt es ungeheuer viele unterschiedliche Projekte und Forschungsvorhaben. Nur wenig davon ist aber auf breiter Basis auch in der Praxis umsetzbar. Auch fehlen immer noch verlässliche Zahlen, Daten und Fakten, ob und wie die Rechnung mit Öko-Energien aufgeht.

Für einige Tausend Einwohner der bayerischen Kreisstadt Erding kommt die Wärme seit einigen Monaten aus 2350m Tiefe. Der Grund dafür ist eine neue hochmoderne Geothermische Heizzentrale, die die Wärme aus der Erde nutzt. Dahinter steckt eine im Prinzip recht einfache Erkenntnis. Unser Heimatplanet bietet nicht nur das erforderliche Lebensumfeld, sondern auch die Wärme, die wir zum Leben brauchen. Ausgehend von einem über 6000° C heißen Erdkern strömt die Erdwärme mit einem mittleren Wärmestrom von durchschnittlich 0,0693 Watt pro qm der Erdoberfläche entgegen.

Die Abkühlung eines Kubikkilometer heißen Krustengesteins um 100°C liefert eine Wärmeenergie zum Betrieb eines Elektrizitätskraftwerkes mit einer Leistung von 30 MW über eine Dauer von 30 Jahren. Es liegt nahe, diese nahezu nie versiegende Energiequelle zur Deckung des Wärme- und Energiebedarfs zu nutzen.

Das Potential an geothermischer Energie ist riesig. Theoretisch würde die gespeicherte Energie ausreichen, um die Welt 100.000 Jahre lang mit Energie zu versorgen. Die vielen, geologischen, technischen und wirtschaftlichen Hindernisse lassen jedoch nur die Erschließung eines kleinen Teils zu.

Wichtigster Vorteil der Geothermie gegenüber anderen erneuerbaren Energieträgern ist die ständige Verfügbarkeit unabhängig von der Tages- und Jahreszeit, von Wind und Wetter und der geographische Lage. Energetisch nutzbar ist die Geothermie für die Bereitstellung von Wärme und Elektrizität.

Im neuen Geoheizwerk in Erding wird praktisch aus Geowärme Fernwärme produziert. Der Weg des geförderten, heißen Thermalwassers sieht folgendermaßen aus: Aus einer Tiefe von ca. 2.350 Metern wird das 65°C warme Wasser mit einer Brunnenpumpe, die in ca. 230m Tiefe hängt, an die Erdoberfläche gepumpt. Dort wird es gefiltert und erwärmt in drei Wärmetauschern das Fernwärmewasser, das in einem eigenen Kreislauf zirkuliert. Die Absorptionswärmepumpe kühlt das nun auf etwa 48°C erkaltete Thermalwasser auf ca. 20°C weiter herunter und erwärmt dabei gleichzeitig das Fernwärmewasser noch einmal auf ca. 80°C.

In den nachgeschalteten Heißwasserkesselanlagen wird dann das Vorlaufwasser auf seine endgültige Temperatur von max. 100°C gebracht. Es gelangt über eine Vorlaufleitung zum Kunden und kommt nach seiner Nutzung über eine Rücklaufleitung mit einer Temperatur von ca. 45°C wieder im Geoheizwerk an. Dort beginnt bei den Wärmetauschern wieder seine Erwärmung. Nach der Abkühlung des Thermalwassers durch die Wärmepumpe erfolgt seine Aufbereitung zu Trinkwasser und zur Versorgung eines geplanten Thermalbades.

Dazu wird das Thermalwasser in einen Entgasungsbehälter geführt, wo der Methangasgehalt des Wassers reduziert wird. Dann wird es in zwei Stufen ozoniert und über biologische Filteranlagen geführt. Durch Druckentlastung in einem offenen Reinwasserbehälter treten weitere gelöste Gase aus. Das nun aufbereitete Wasser wird in das Wasserwerk der Stadtwerke Erding gepumpt, dort mit Tertiärwasser gemischt, nochmals aufbereitet und in das Trinkwassernetz eingespeist.

Wenn das Geoheizwerk voll arbeitet, werden über 50 Prozent der benötigten Wärmemenge mit Geowärme ohne jegliche Schadstoffe erzeugt. Der Rest des Wärmebedarfs wird durch die Wärmepumpe gedeckt, die mit Erdgas und leichtem Heizöl angetrieben wird. Die Nutzung der Thermalquelle führt zu einer erheblichen Reduzierung von Emissionen. So werden u.a. 6.938 Tonnen Kohlendioxid vermieden. Die Investitionen für Thermalwasserförderung, Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und Wasseraufbereitung in Höhe von 25 Millionen Markt sind also gut angelegt.

Das sehen auch andere so, denn das innovative Projekt wurde aus dem Thermie-Programm der Europäischen Union und aus Mittel des Programms „Rationellere Energiegewinnung und -verwendung“ des Freistaats Bayern gefördert und ist eines der dezentralen Projekte der EXPO 2000 in Hannover. Schon der Aufbau einer konventionellen Fernwärmeversorgung ohne den Einsatz erneuerbarer Energie trägt durch den Wegfall zahlreicher Einzelfeuerungsanlagen zur Schonung wertvoller Ressourcen, einer Emissionsreduzierung und zu einer rationellen Energieverwendung bei. Auch der Kunde darf sich freuen. Er erhält eine komfortable und sichere Energieversorgung, die das ganze Jahr hindurch – Tag und Nacht, im Sommer wie im Winter – zur Verfügung steht.

Die Windenergie ist ebenfalls heute schon eine technisch ausgereifte Möglichkeit der Energiegewinnung aus regenerativen Quellen. Dabei stellt natürlich jede Windkraftanlage eine weithin sichtbare kleine Industrieanlage dar, die das Landschaftsbild beeinflusst. Mit dem Pro und Contra müssen sich Planer bei jedem neuen Projekt auseinandersetzen. Es gibt dabei viele kritische Stimmen, die vor Wildwuchs und einer „Verspargelung“ der Landschaft warnen.

Ein Blick auf die Zahlen macht jedoch deutlich, dass der Boom bei der Windkraft immer noch ungebrochen ist. Am 31. März 1999 drehten bundesweit über 6400 Windturbinen ihre Rotoren im Wind, die installierte Leistung betrug rund 3065 Megawatt. In einem normalen Windjahr können diese Maschinen über 5,5 Milliarden Kilowattstunden saubere Energie erzeugen, etwas mehr als 1,3 Prozent des bundesweiten Strombedarfs. In Norddeutschland liegt dieser Anteil bei etwa 5 Prozent. Sollte sich die Entwicklung so wie bisher fortsetzen, wird es am Ende dieses Jahrtausends über 7200 Windturbinen geben. Interessant in sind in diesem Zusammenhang auch Pläne, Windkraftanlagen im Rahmen der Offshore-Technik einzusetzen, d.h. diese Anlagen beispielsweise gebündelt weit draußen vor der Küste zu plazieren. Genau dort liegt nämlich ein riesiges Windkraftpotential, dass man so bald wie möglich nutzen möchte. Die Anlagentechnik ist vorhanden und es wird weniger Konfliktstoff als an Land geben, weil die Anlagen weit draußen weder den Vogelzug noch das Landschaftsbild beeinträchtigen.

Die Nutzung der Sonnenenergie nimmt ebenfalls rasant zu. Im Vergleich zur Geothermik oder zur Windkraft stehen hier auch bereits technisch sinnvolle und wirtschaftlich vernünftige Lösungen zur Verfügung, die die Nutzung auch für normale Häuslebauer möglich macht. So sollen in Nordrhein-Westfalen beispielsweise in den kommenden Jahren rund 50 sogenannte Solarsiedlungen entstehen. Das erste Projekt ist in Bonn-Tannenbusch geplant. Insgesamt 100 Wohnungen sollen überwiegend durch Solaranlagen und Photovoltaik mit Energie versorgt werden.

Eine Solarsiedlung nach diesem Modell nutzt soviel Sonnenenergie wie möglich, um fossile Energie zu ersetzen. Durch konsequenten Wärmeschutz lässt sich dabei viel Energie einsparen: Passives solares bauen zeichnet sich durch große Südfenster mit Wärmeschutzgläsern aus; ein Lüftungssystem lenkt erwärmte Luft in kühlere Räume und speichert Wärme in massiven Bauteilen; eine spezielle Technik leitet Tageslicht in tiefere Raumbereiche.

Heizung und Warmwasseraufbereitung einer Solarsiedlung werden zu mindestens 60 Prozent durch die Sonne und andere erneuerbare Energiequellen gesichert. Wenn Strom direkt in der Siedlung selbst produziert wird, dann muss er mindestens ein drittel des durchschnittlichen Jahresbedarfs decken. Von den insgesamt 14 Gebäuden der Bonner Siedlung werden vier Häuser im Passivhausstandard, also ohne konventionelle Heizung gebaut.

Ein weiteres interessantes Solarsiedlungsprojekt entsteht in Freiburg im Breisgau. Rund 125 Reihenhäuser und Doppelhaushälften sollen dort gebaut werden. Entworfen wurde die Solarsiedlung von dem Architekten Rolf Disch, der sich bereits mit anderen Solarhäusern einen Namen machte. Die Reihen- und Doppelhäuser werden dabei in einer neuartigen Modulbauweise aus Holz gefertigt. Ein Basismodul, in dem die gesamte Haustechnik zum Teil bereits vormontiert ist, wird durch verschiedene Anschlussmodule ergänzt. Der Käufer kann zudem zwischen zwei und drei Geschossen wählen, so dass Hausgrößen zwischen 54 und 210 Quadratmetern möglich sind. Die Module lassen sich übrigens auch nachträglich austauschen oder anbauen.

Auch in Freiburg sollen Plusenergiehäuser entstehen. Ein dreigeschossiges Haus mit einer Fläche von 137 Quadratmetern und vier Bewohnern soll im Jahr rund 5700 Kilowattstunden liefern. Ein konventionelles Gebäude dieser Größe würde dagegen etwa 34000 Kilowattstunden Energie verbrauchen.

Neben den heute üblicherweise eingesetzten Technologien beim Bau von Plusenergiehäusern setzt man  in Freiburg u.a. auch auf die Erzeugung von Biogas. Das Biogas wird aus den Fäkalien der Bewohner und deren organischen Hausabfällen erzeugt und versorgt dann über ein Blockheizkraftwerk die Häuser mit Energie. Erstmals werden auch Vakuumtoiletten, wie sie aus Flugzeugen bekannt sind, im Rahmen einer größeren Wohnanlage eingesetzt. Das soll den Wasserverbrauch auf rund einen Liter pro Spülvorgang senken. Im Sommer erwärmt die Sonne das Wasser für die Spül- und Waschmaschine. Regenwasser wird in einer Zisterne gesammelt, die Abwässer biologisch in einem Klärteich gereinigt. Solche Umweltschutzmaßnahme sollen zu niedrigen Betriebskosten der Häuser führen.

Unter dem Strich wird man in der Freiburger Solarsiedlung allerdings mit ziemlicher Sicherheit nur gut betuchte Öko-Bauherren finden. Immerhin muss man für ein Haus – je nach Größe – zwischen 450000 und knapp über eine Million hinlegen. Das sind für den Quadratmeter Wohnfläche fast 6000 Mark.

Bei allem Enthusiasmus für neue Öko-Technologien bleibt also immer wieder auch die Frage, ob die Rechnung aufgeht, der Einsatz von Investitionen wirtschaftlich sinnvoll ist. Eine gute Planung muss immer das Leben an sich miteinbeziehen. Es nutzt rein gar nichts, große Fensterflächen zu planen, um auf diese Weise Sonnenenergie zu gewinne, wenn die Hausfrau tagsüber die Vorhänge zu lässt. Auch gut gemeinte geschlossene Haussysteme versagen spätestens dort, wo die Küchentüre zur Terrasse beispielsweise Tag und Nacht für die Hauskatze offen steht. Neben sinnvollen Energiespartechniken sind sicherlich ebenso praktikable Lösungen für den Alltag.

Allen alternativen Energieprojekten droht derzeit jedoch aus einer ganz anderen Ecke Gefahr. Sinkende Strompreise stellen die Frage nach der Wirtschaftlichkeit noch weiter in den Vordergrund als bisher. Billiger, preiswerter Strom – mag er noch so gelb, rot oder grün sein – verringert bei vielen Menschen das Engagement in Energiespartechniken zu investieren. Das liebe Geld spielt also letztlich doch immer wieder eine entscheidende Rolle.

Kommt da eine Baufinanzierung, die ökologisches Bauen zielgerecht unterstützt gerade recht? Zumindestens wollen der Umweltschutzverband BUND und die BHW-Bausparkasse  den Trend zum ökologischen bauen stützen und weiter fördern. Die neue Finanzdienstleistung „Natürlich zuhause“ bietet Bauherren und Renovieren neben günstigen Zinskonditionen eine umfassende Beratung rund ums ökologische Bauen, Wohnen und Leben. BUND-Mitglieder erhalten sogar eine zusätzliche Zinsreduktion. Insgesamt sollen die Vorteile, die das ökologische Bauen bietet – wie Energieeinsparungen bei Strom, Wasser, Heizung oder evtl. Erlöse aus Energieüberschüssen – in das Finanzierungskonzept integriert werden, um den laufenden monatlichen Aufwand zu mindern. Wenn man nur mit neuen Ideen vorankommt: Es gibt sie. Man muss sie nur entdecken.

 Redaktion: Helmut Peters