Die Abwärmenutzung aus U-Bahn-Systemen gewinnt in europäischen Großstädten zunehmend an Bedeutung. Besonders die Pariser Métro dient als Vorreiter, indem sie die beim Betrieb der Züge entstehende Wärme bereits in Teilen für Heizzwecke nutzt. Auch in Deutschland wird die Idee immer attraktiver, vor allem in dicht besiedelten Regionen, in denen U-Bahnen ein wichtiger Bestandteil des öffentlichen Nahverkehrs sind. Dieser Bericht beleuchtet das Funktionsprinzip der Abwärmenutzung, zeigt Beispiele aus Paris und erläutert die Perspektiven für den Einsatz in der Bundesrepublik Deutschland. Außerdem wird auf das konkrete Vorhaben im Stuttgarter Zoo und die Empfehlungen des Instituts für Geotechnik eingegangen.
Fallbeispiel: Abwärmenutzung in der Pariser Métro
Die Pariser Verkehrsbetriebe haben damit begonnen, die Wärmeenergie, die in U-Bahnstationen und Tunneln durch Zugbremsungen, Reibung und Fahrgastaufkommen entsteht, zu nutzen. Diese Wärme wird unter anderem über Wärmetauscher- und Wärmepumpensysteme abgegriffen und in benachbarte Gebäude geleitet. So werden z.B. öffentliche Wohngebäude oder Bürokomplexe beheizt. Das System funktioniert nach dem Grundprinzip einer „Abwärmerückgewinnung“: Die U-Bahnstation ist ständig wärmer als die Außenumgebung, wodurch sich ein Wärmetransport zur Heizungsanlage anbietet.
Technisches Prinzip: Absorber und Wärmepumpe
Kernstück der Abwärmenutzung ist der sogenannte Absorber, der gemäß den Empfehlungen des Instituts für Geotechnik in keiner neu geplanten U-Bahnstation mehr fehlen sollte. Der Absorber nimmt die Umgebungstemperatur im Tunnel oder der Station auf und erwärmt damit eine Flüssigkeit, die in das Absorber-System integriert ist. Anschließend wird diese Flüssigkeit einer Wärmepumpe zugeführt, die die Temperatur weiter erhöht und sie beispielsweise in eine Fußbodenheizung einspeist. Dadurch kann ein Teil der industriell bzw. gewerblich erzeugten Abwärme, die sonst ungenutzt an die Umgebung abgegeben würde, rückgewonnen und energiesparend eingesetzt werden.
Beispiel aus Deutschland: Projekt im Stuttgarter Zoo
Ein konkretes Vorhaben zur Abwärmenutzung ist bereits für den Stuttgarter Zoo (Wilhelma) geplant. Hier soll die Wärme, die von vorbeifahrenden Stadt- oder U-Bahnen erzeugt wird, in das Heizsystem der Zooanlagen integriert werden. Damit ließen sich beispielsweise Tropenhäuser, Aquarien oder andere sensible Bereiche temperieren und zugleich der Energiebedarf deutlich senken. Die Planungen sind laut vorliegenden Informationen bereits abgeschlossen, was zeigt, dass das Konzept nicht nur theoretisch machbar, sondern auch wirtschaftlich attraktiv ist.
Potenziale für die Bundesrepublik Deutschland
Deutschland verfügt über zahlreiche U-Bahnnetze in Städten wie Berlin, Hamburg, München, Nürnberg, Frankfurt oder Stuttgart. Diese Netze transportieren täglich Millionen Fahrgäste und erzeugen in Summe beachtliche Mengen an Abwärme. Die Nutzung dieser Wärme könnte:
Energie sparen: Durch die teilweise Deckung des Heizbedarfs umliegender Gebäude.
Emissionen reduzieren: Fossile Brennstoffe würden eingespart, was zu einer geringeren CO₂-Bilanz führt.
Kosteneffizienz steigern: Langfristig könnten sich Investitionen in Absorber- und Wärmepumpensysteme amortisieren, da sie den Bedarf an externer Wärmeenergie verringern.
Infrastruktur nachhaltig gestalten: Städte könnten ihre öffentlichen Verkehrssysteme weiter „begrünen“ und sich unabhängiger von schwankenden Energiepreisen machen.
Ein wichtiger Faktor ist die lokale Einbindung in vorhandene Wärmenetze. Vor allem in dicht besiedelten Quartieren lässt sich die U-Bahn-Abwärme gut in ein bestehendes Fernwärmenetz oder in neue Nahwärmelösungen integrieren.
Empfehlungen des Instituts für Geotechnik
Das Institut für Geotechnik betont, dass jede neue U-Bahnstation standardmäßig mit einem funktionierenden Absorber-System ausgerüstet sein sollte. Auch bei Bestandsanlagen empfiehlt es sich, Nachrüstungen in Betracht zu ziehen. Die Technik ist bereits so weit ausgereift, dass die Implementierung in vielen Fällen mit überschaubaren Umbaumaßnahmen machbar ist. Zudem lassen sich Absorber in Kombination mit anderen Geothermie- und Energiespeichertechniken nutzen, was die Energieeffizienz weiter steigert.
Fazit
Die Nutzung der Abwärme aus U-Bahnen ist ein zukunftsweisender Ansatz, um in Zeiten steigender Energiekosten und wachsender Umweltanforderungen nachhaltige Lösungen zu etablieren. Das Pariser Beispiel verdeutlicht das große Potenzial, und das bereits fertig geplante Projekt im Stuttgarter Zoo zeigt, dass ähnliche Konzepte in Deutschland umsetzbar sind. Entscheidend ist ein umfassender Blick auf die lokalen Gegebenheiten, die Integration in bestehende oder geplante Wärmenetze sowie eine enge Zusammenarbeit zwischen Verkehrsbetrieben, Energieversorgern und kommunalen Behörden. Gelingt diese Zusammenarbeit, steht einem breiten Einsatz von Absorber- und Wärmepumpensystemen in deutschen U-Bahnstationen nichts im Wege.
Bereits im November 2013 veröffentlichte die „EFFIZIENZ FABRIK „Fraunhofer ISI“ ein beachtenswertes PDF-Dokument im Internet, welches sich mit der Nutzung industrieller Abwärme beschäftige.
Ich fand die Kurzstudie von Simon Hirzel, Benjamin Sontag und Dr.-Ing. Clemens Rohde auf meiner Suche nach „abwärmenutzung technologie trends der zukunft“ unter folgendem Link:
https://www.bing.com/search?q=ABW%C3%84RMENUTZUNG%20technologie%20trends%20der%20zukunft&qs=n&form=QBRE&sp=-1&lq=0&pq=abw%C3%A4rmenutzung%20technologie%20trends%20der%20zukunft&sc=10-45&sk=&cvid=57E921260D444CEF8C0E19279881CF3D&ghsh=0&ghacc=0&ghpl=
über den mir das PDF-Dokument direkt in meinen Download-Ordner heruntergeladen wurde.