Heizen mit kaltem Seewasser mag paradox klingen. Doch laut einer neuen Studie der Eawag könnten die grossen Seen die Energie von ein oder zwei Kernkraftwerken sowohl zum Heizen als auch Kühlen liefern – ohne Schaden für das Seeökosystem.
Grosse Seen haben in der Tiefe eine konstante Temperatur von etwa 4 Grad Celsius. Dies genügt, um mit Hilfe von Wärmepumpen Heizwärme zu gewinnen, wie eine Studie der Eawag zeigt. Erste solche Anlagen gibt es in Zürich, Lausanne und St. Moritz, sie seien jedoch nicht sehr effizient und die gewonnenen Wärmemengen gering, wie die Wasserforschungsanstalt Eawag in ihrem aktuellen Newsletter schreibt.
In den grossen Seen schlummert jedoch ein «riesiges Wärmepotenzial», ist das Team um Alfred Wüest, Professor für Wasserphysik an der Eawag, überzeugt. Es hat mit mathematischen Modellen berechnet, wie sich Temperatur und Wasserschichtung im Bodensee verändern würden, wenn ihnen etwa 1 Gigawatt Energie zum Heizen oder Kühlen entnommen würde.
Das entspricht etwa der Leistung eines Kernkraftwerks; etwa eine Million Menschen könnte man damit rund um den See mit Energie versorgen. Für den See ist dies ein Klacks: Allein durch die natürliche Infrarot-Wärmestrahlung verliert er 120 Gigawatt pro Jahr.
0,2 Grad kühler
Die Forscher fanden heraus, dass der See an der Oberfläche durch die Entnahme von 1 Gigawatt zu Heizzwecken maximal um 0,2 Grad Celsius kühler würde. Die Temperatur schwankt sogar nur um 0,1 Grad, wenn die Wärmeentnahme im Winter während des Sommers kompensiert würde, indem gebrauchtes Kühlwasser in den See zurück fliesst.
Von Temperaturschwankungen von plus/minus 0,5 Grad Celsius sind Studien zufolge keine Auswirkungen auf die Ökologie des Sees zu erwarten. Die Resultate haben die Forscher im Fachjournal «Water Resources Research» veröffentlicht.
Kühlwasser
Auch der umgekehrte Fall, wenn erwärmtes Kühlwasser in den See zurückgeführt wurde, hatte in den Modellen keinen grossen Einfluss. Er verlängerte lediglich die sogenannte Sommerstagnation im Mittel um einen Tag. Dies ist die Phase, in welcher sich der See wegen unterschiedlicher Temperaturen in der Tiefe und an der Oberfläche nicht durchmischt.
Dies könne aber kompensiert werden, wenn im Winter Wärme entzogen würde, schreiben die Forscher – zum Beispiel durch clever geplante, grosse Kombinationsanlagen. Die Veränderungen der Temperatur und Stagnation seien «vernachlässigbar», fasst Studienleiter Wüest zusammen. Dies gelte jedoch nur für grosse, tiefe Seen – bei kleinen oder flachen Seen sei Vorsicht geboten.
Potenzial: 60 AKW
Auch die Auswirkungen auf das Ökosystem wären minimal, sagte Wüest. Vor allem, wenn man sie damit vergleicht, wie viel fossile Energie eingespart werden könnte. Die Schweizer Haushalte beziehen immer noch 65 Prozent ihrer Heizenergie aus fossilen Energieträgern wie Heizöl.
Erste grössere Seewärmeprojekte sind bereits in Planung, zum Beispiel das Projekt «Genève Lac Nations», das Wasser des Genfersees zum Heizen und Kühlen der ETH und der Universität Lausanne sowie des Uno-Komplexes verwenden will. Es soll 1500 Tonnen Heizöl pro Jahr sparen.
Wüest hat vorsorglich schon einmal berechnet, wie viel nutzbare Wärme der Boden-, Genfer-, Neuenburger-, Vierwaldstätter- und Thunersee gemeinsam hergeben könnten. Bedingung war, dass die Temperatur in 100 Metern Tiefe maximal um 1 Grad schwankt. Das Resultat: Es wären über 60 Gigawatt, was etwa der Leistung von 60 Atomkraftwerken entspricht.