Nachhaltige Ressourcenschonung
Wärmeenergie aus dem Erdinneren
Die coop eG nutzt Geothermie zum Heizen und Kühlen ihres sky-Marktes in Meldorf. Die Vorräte an »Geothermie« oder »Erdwärme«, die in den oberen drei Kilometern der Erdkruste gespeichert ist, sind sehr groß und für menschliche Verhältnisse unermesslich. Diese Wärme kann zum Teil dem Erdboden entzogen und als Energie in Form von Wärme oder Strom genutzt werden.
- Fester Standfuß: Um die Pfähle für die Erdwärmesonden zu stabilisieren, wird mit einfließendem Beton und einer speziellen Rüttel-Technik für eine gute Verzahnung von Baugrund und Pfahl gesorgt.
Vermutlich könnte der weltweite Energiebedarf für über 100 000 Jahre gedeckt werden. Somit ist Geothermie langfristig nutzbar und zählt damit zu den regenerativen Energiequellen.
Vor allem durch das Bewusstwerden des CO₂-Problems und der absehbaren Verknappung der fossilen Energieträger wurde in den letzten Jahren eine stärkere geologische Erkundung und technische Weiterentwicklung der Geothermie-Nutzung erforscht.
Mittlerweile ist die Technik allerdings so weit vorangeschritten, dass der Einsatz von Wärmepumpen nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch für Haushalte, Unternehmen und sogar Supermärkte vertretbar ist.
Verborgene Energiequelle
Mithilfe von Erdwärmesonden, die durch vertikale Bohrungen in den Erdboden eingelassen werden, Erdwärme- kollektoren, die horizontal und oberflächennah ins Erdreich eingebracht werden, oder mit erdgebundenen Beton-Bauteilen kann die Erdwärme an die Oberfläche befördert werden.
Sie stammt teilweise aus der Restwärme, die bei der Erdentstehung freigesetzt wurde. Den größten Anteil macht allerdings die Wärme aus, die in der Erdkruste seit Jahrmillionen durch radioaktive Zerfallsprozesse entstanden ist und auch heute noch erzeugt wird. Doch auch die Erwärmung an der Erdoberfläche, zum Beispiel durch die Sonneneinstrahlung oder durch den Kontakt mit Luftströmen, beeinflusst die vorherrschenden Temperaturen.
Trotz der jahreszeitlich bedingten Temperaturschwankungen bleibt der Temperaturverlauf bei einer Bodentiefe von fünf bis zehn Metern relativ konstant. In Deutschland beträgt die gemessene Durchschnittstemperatur etwa acht bis zehn Grad Celsius.
Für die meisten Anwendungen reichen diese relativ niedrigen Temperaturen aus. Werden höhere Temperaturen benötigt, können durch Wärmepumpen die Temperaturen angehoben werden. In Verbindung mit Wärmepumpen wird Erdwärme in der Regel zum Heizen und Kühlen von Gebäuden sowie zur Warmwasserbereitung eingesetzt.
Energieeffiziente Technik
Als Vorreiter im Lebensmitteleinzelhandel startete die coop eG im vergangenen Jahr ein Pilotprojekt, bei dem Erdwärme als regenerative Energiequelle zur Kühlung und Wärmegewinnung genutzt wird.
Am Standort Meldorf (Dithmarschen) in Schleswig-Holstein wird derzeit der erste umweltgerechte sky-Markt mit Geothermie-Anlage erbaut. Der erste Gebäudekomplex konnte bereits im Oktober 2008 in Betrieb genommen werden.
- Pfahlgründung für die Erdwärmesonden: Mit einem Rammbär werden dickwandige Rohre in den Boden gerammt, in die später neben Beton und Stahlgerüst die Wärmetauscher aus Kunststoffrohrschleifen eingebracht werden.
Dabei investierte die coop eG in eine Geothermie-Anlage, die die Energieströme der unterschiedlichen Temperaturniveaus miteinander vernetzt und die vorhandene Energie prozessorientiert einsetzt. Dieses Kältemaschinen-Wärmepumpen- verbundsystem wird über Ökostrom betrieben und bezieht die benötigte Energie zur Wärmegewinnung und für die Kühlungsprozesse aus Erdwärmesonden, die sich in circa 100 Meter Tiefe befinden. Im Winter wird die geliefer te Energie von der Wärmepumpe zuvor auf das gewünschte Temperaturniveau angehoben und dann für die Raumheizung, die Raumlüftung und die Trinkwassererwärmung genutzt. Ebenso steht die Abwärme aus den Kühlungsprozessen verlustfrei der Raumheizung zur Verfügung. Im Sommer werden die Sonden zur Temperatursenkung eingesetzt und unterstützen den Kühlbetrieb im Markt. Ist die geothermisch gewonnene Kälte ausreichend, wird sie ohne Betrieb der Wärmepumpe direkt bereitgestellt. Ist die Temperatur zu hoch, wird die mechanische Kühlung vorgenommen und die abgesenkte Vorlauftemperatur bereitgestellt. Diese Kälte wird in den Kühltruhen und -Regalen und zur Raumkühlung eingesetzt.
Durch die Geothermie-Anlage mit integriertem softwaregestützten Energiemanagement kann die Leistungszahl der Kältekreise um bis zu 40 Prozent gesteigert und die Stromaufnahme durch spezielle Verdichter abgesenkt werden. So gelingt mit modernster Technik eine hohe Ressourcenschonung.
Der zweite Gebäudekomplex des 1774 Quadratmeter großen sky-Markts wird voraussichtlich im April 2009 endgültig in Betrieb sein. Durch das ganzheitliche Energiekonzept, das Erdwärme und Erdkälte zur Wärme- und Kälteerzeugung heranzieht und durch Ökostrom gespeist wird, entfällt die Beheizung des Marktes durch fossile Brennstoffe. Jährlich können so circa 56 Tonnen CO₂ eingespart werden. Eine Tonne CO₂ entspricht circa dem Volumen eines 25 Meter langen, zehn Meter breiten und zwei Meter tiefen Schwimmbades.
