Das ambitionierte Vorhaben, das futuristische Super C der RWTH in Aachen mit Erdwärme aus knapp zwei Kilometern Tiefe zu beheizen, ist gescheitert. Das Geothermie-Projekt war vor knapp neun Jahren begonnen worden und verschlang nach diversen Rückschlägen bislang mindestens 5,1 Millionen Euro. Nach den Wintermonaten und mehreren Testläufen steht nun endgültig fest, dass der Wasserkreislauf aus einer Tiefe von exakt 1970 Metern lediglich eine Temperatur von 50 Grad Celsius an die Oberfläche bringt und damit nicht genug Energie liefert, um das riesige Gebäude, das unter anderem als Studentensekretariat dient, ausreichend mit Wärme zu versorgen.
 

RWTH-Pressesprecher Toni Wimmer bestätigte am Mittwoch auf Anfrage unserer Zeitung, dass deswegen ein externer Gutachter beauftragt wurde. Dieser soll bis Mai eine «Schwachstellen-Optimierung unter den veränderten Rahmenbedingungen» erarbeiten. Will heißen: Bestenfalls wird die Erdwärme, die von den Wissenschaftlern mindestens 30 Grad Celsius heißer erwartet worden war, in einem Energie-Mix zu nutzen sein.

Seit der Eröffnung im Jahr 2008 wird das 23 Millionen Euro teure Super C im Herzen Aachens über herkömmliche Fernwärmeleitungen gespeist. Frühestens im Sommer dieses Jahres will man das neue Heizkonzept realisieren. Welche Zusatzkosten dadurch entstehen, ist noch völlig offen.

Hier begann der Durchbruch für meine Erfindung !   März 2006

Nach heutigem Kenntnisstand ist eine Isolierung zwischen 2 verschiedenen Temperaturbereichen dann erforderlich oder sinnvoll, wenn die Differenz mehr als 5% beträgt. Z.B. im Wohnungsbau.

Im Aachener Fall liegt die Differenz (t unten>74° C und  t oben <10° C) also bei 64°C. Das Rücklaufwasser hat etwa 15% weniger als die Vorlauftemperatur. Im vorliegendem Fall  Aachen also 50° C abzügl. Ausbeute = 7,5° entsp. 43°C. Dieses warme Wasser heizt logischerweise den kalten Bereich bis 1000 mtr tiefe auf.   Wozu und unsinnig!  Klar ist doch immer eine natürliche Vermischung und der Temperaturausgleich der Leitungen unter sich. Um die tatsächliche Differenz nutzen zu können, müssen beide Leitungen getrennt bleiben. Ein thermischer Kurzschluß ist in allen Fällen zu vermeiden.

Welcher Gutachter und Sachverständiger hat das ignoriert?

Letztlich habe ich wegen der problematischen Isoliermöglichkeit hinreichende Versuche unternommen, um eine kostengünstige Vor- und Rücklaufisolierung bis zu 1000 mtr. Tiefe herzustellen. Die ersten Tests 2005 mittels PU Schaum unter Wasser und in einer Druckkammer bis 100 bar ergaben die Wasseraufnahme auf  650 gr. / dm³. und das innerhalb einer Std. Der PU Würfel als Testobjekt war außerdem total verformt.

Meine darauf folgenden Versuche mit einem dichterem PU Schaum ergaben ähnliche Werte, sodaß eine Isolierfunktion ausscheidet. Eine wesentlich teurere Möglichkeit ist eine Vakuumhülle um die beiden Rohrleitungen. Rein technisch ist das machbar, wobei aber bedingt durch die unterschiedlichen Druckverhältnisse zwischen 0 und 100 bar im Zirkulationssystem und dem angrenzendem Gebirge bzw. der Stichsondenaußenwand mit einem hochwertigem Material gearbeitet werden muß. Also starkwandig und möglichst aus Edelstahl.

Auf der Suche nach einem wirtschaftlichem Isoliersystem habe ich mir den physikalischen Grundsatz zueigen gemacht, daß eine eingechlossene Luftmenge unter Wasser immer nach oben strebt. Wenn nun ein Topf wie eine Taucherglocke unter Wasser gedrückt wird, verkleinert sich zwar das Luftvolumen in der Größe, jedoch kann  diese wieder nachhaltig erreicht werden, indem zusätzlich Preßluft zugeführt wird.  Dieses Prinzip mit  mehreren übereinander angeordneten Kammern kann in jeder Wassertiefe angewendet werden, ohne daß die umschlossenen Rohrleitungen besonders beschaffen sein müssen. Selbst ein dünnwandiger Schlauch reicht schon. Bei einer angenommenen Behälterhöhe von 1 Meter ergibt sich ein Wasserdruckunterschied vom Deckel (Wasseroberfläche) 0,0 bar -  zum unterem Rand des bodenlosen Behälters 0,1 bar. Der Luftdruck innerhalb des Behälters ist  oben wie unten 0,1 bar.

Beispielhaft bei einer Isolierglocke in 532 mtr Tiefe entspricht dieses einem Druck in den Rohrleitungen von 53,2 bar im Deckelbereich, am unterem Rand  53,3 bar bei gleichem Luftdruck im Behälter. Der statische Druck stellt sich in jeder Kammer selbsttätig ein.

Der Behälter beinhaltet 2 hängende und durchgängige Rohrstummel, die nach unten ragen und beide Vor- und Rücklaufleitungen mit einem Spalt umfassen. Die Behälter samt Rohrstummel werden zur Montage über die beiden Leitungen nacheinander in die Tiefe gedrückt. Wegen der Auftriebskraft müssen sie voll Wasser gefüllt sein. Eine weitere Voraussetzung ist die permanente Befüllung der gesamten Anlage mit Wasser bis zum oberen Rand der tiefen Erdwärmestichsonde.

Zur Fertigstellung der Isoliereigenschaft auf Luftpolsterbasis wird nun ein dünner Kunststoffschlauch seitlich der Rücklaufleitung und innerhalb der betreffenden Rohrstummel eingeführt. (Verschiedene Möglichkeiten). Er muß mindestens bis zur untersten Isolierkappe und deren unterstem Rand eintauchen. Abschließend wird Preßluft mit min. 110 bar eingeblasen. Diese steigt nach ihrem Austritt aus der Kunststoffleitung wieder nach oben. Allerdings verfängt sie sich beim Aufsteigen zum Teil in der untersten Isolierkappe und steigt bis zum Deckel. Dadurch wird das Wasser aus dieser Isolierkappe solange raugedrängt, bist diese Wasserfrei ist. Weitere Preßluft und auch die seitlich vorbeigeströmte Menge verfängt sich auf dem Weg nach oben in jeder einzelnen Isolierkappe, bis alle Wasserfrei sind. Dieser Prozeß dauert natürlicherweise eine Zeitlang.

Das Hauptproblem ist, dass das erforderliche Loch in Richtung Erdkern nur bis auf 2000 Meter Tiefe vorangetrieben werden konnte. Die Wassertemperatur dort habe nicht die erforderliche Temperatur, um den extravaganten Bau im Aachener Hochschulviertel am Templergraben zu beheizen. Ursprünglich wollte man bis in 2500 Meter Tiefe vordringen.

Inzwischen hat die Hochschulleitung nach Angaben von Toni Wimmer, Pressesprecher der RWTH, einen unabhängigen Gutachter beauftragt, das Beste aus der peinlichen und ziemlich verfahren wirkenden Situation zu machen. Dessen Aufgaben lauten: Schwachstellen auszumerzen und Umrüstungsvorschläge zu erarbeiten, um möglichst günstig doch noch mit Geothermie heizen zu können.

Die Kosten für das ehrgeizige Geothermie-Vorhaben, das einst als eine Art Vorzeigeprojekt für die Ingenieurskunst an der Exzellenz-Uni gedacht war, belaufen sich nach offiziellen Angaben bislang auf rund fünf Millionen Euro. Doch immer wieder gab es Probleme - mal während der Bohrung, mal bei der Suche nach dem geeigneten Material für das Rohr. Inzwischen konnte zwar eine Sonde eingelassen werden, doch über den Testbetrieb ist sie noch nicht hinausgekommen. Auf seinem langen Weg nach oben kühlt das Wasser aus der Tiefe auf etwa 50 Grad ab - und das ist offenbar zu wenig, um im Winter für wohlige Wärme zu sorgen. Beheizt wird das SuperC daher zurzeit mit Fernwärme.

Nun hofft die Hochschulleitung, dass der externe Gutachter bis April Vorschläge vorlegt, die dem Projekt doch noch zum Erfolg verhelfen. Noch herrsche allenthalben Optimismus vor, mit vertretbarem Aufwand nachbessern zu können. Den kommenden Sommer wolle man für die Umrüstung nutzen, so Wimmer. Die nächste Heizperiode soll dann endlich an der RWTH das Zeitalter der Geothermie einläuten.

40 Prozent des Wärmebedarfes im Super C hätten mit der Tiefengeothermie gedeckt werden können. Dieser Wert bleibe wesentlich hinter den Erwartungen der Planer zurück. Der Investitionsaufwand sei nicht zu refinanzieren.

Bei dem geschlossenen Tiefengeothermieprojekt in Aachen wird in eine äußere Röhre Wasser in 2000 Meter Tiefe geleitet, das dort vom Gestein erwärmt und dann in einer innen liegenden Röhre wieder nach oben gepumpt wird. Geplant war eigentlich eine Bohrtiefe von 2500 Metern. Diese war beim Steigrohr aber wegen einer Bohrblockade nicht zu realisieren. Das sei einer der Gründe, warum in den Experimenten nur eine Wasserrücklauftemperatur von 31 bis 35 Grad Celsius erreicht worden sei. Die nun gewonnenen Messwerte zeigten aber einen anderen wesentlichen Grund dafür. Schmachtenberg: «Wir kühlen das Gestein mit dem Wasser, das wir von oben reinlaufen lassen, offenbar zu sehr ab.» Dazu käme unter anderem eine geringe Wärmeleitfähigkeit zwischen Gestein und Außenröhre.

Der Landesrechnungshof hatte vorige Woche moniert, dass die Kosten des Baus sich mit 24 Millionen Euro verdoppelt hatten.