Umweltschonend kühlen

BMW bezieht Klimakälte aus dem Münchener Grundwasser

Hersteller von elektrischen Kompressionskältemaschinen werden bald ins Schwitzen kommen, wenn sie bei BMW anbieten wollen. Der Automobilhersteller setzt nun auf Kälte, die aus der Tiefe kommt. Das Münchener Grundwasser bietet mit seinen 12 °C gute Voraussetzungen, umweltschonend Räume zu kühlen.

27. Mai 2004

Quietschend schieben sich die Späne aus dem Hobel. Der nimmt immer neue Schichten an den Polyäthylen-Rohren ab, bis diese nach ein paar Minuten plan sind. Dann werden die Enden erhitzt, zusammenpresst und - wenn die Naht erkaltet ist, karrt der Bagger sofort zwei neue Röhren an. Gerade drei Arbeiter tummeln sich auf dem Gelände. Und so blickt kaum einer der Fußgänger auf die unspektakuläre Baustelle im Münchner Norden. Dabei entsteht hier vielleicht Deutschlands ungewöhnlichste Klimaanlage. Sie basiert nicht auf stromintensiven Kompressionskältemaschinen, sondern bedient sich des Grundwassers.

Errichtet wird sie von den Stadtwerken München und BMW. Die Stadtwerke liefern dem Autokonzern kaltes Grundwasser über eine 4,6 km lange Fernkälteleitung. Der Autobauer entzieht dem Wasser mit Wärmetauschern die Kälte, um seine Räume zu klimatisieren. „Mit diesem einzigartigen Projekt nutzen wir erstmals Grundwasser zur Kälteerzeugung und ersetzen damit eine herkömmliche Klimaanlage“, sagt Bettina Hess, Sprecherin der Stadtwerke München. Rund 6,5 Mio. € wird das Projekt kosten, 345.000 € schießt das Bundesumweltministerium zu.

Die Voraussetzungen für die Kältegewinnung aus Grundwasser sind in München besonders gut. Die Vorkommen sind in der bayrischen Metropole reichlich vorhanden und mit 12 °C ist es kalt genug. Weil sich die wasserführende Quartärschicht außerdem in nur 4 bis 6 m unter der Erdoberfläche befindet, kann es ohne großen Energieaufwand gefördert werden. „Der Aufwand beträgt ein Zehntel der Energie, die wir aus dem Projekt gewinnen“, erklärt Hubert Lehnert aus dem Umweltressort des Konzerns.

Zudem müssen für die Verwirklichung des Projekts nicht aufwändig Brunnen gebohrt werden. Stattdessen können die Stadtwerke auf vorhandene Dükeranlagen zurückgreifen. 182 der unterirdischen Durchleitungen wurden beim Bau der U-Bahn errichtet. Sie sammeln das Wasser, das sich an den U-Bahn-Tunneln anstaut, und leiten es unter den Röhren hindurch.

In diese bis zu 20 m tiefen Düker braucht nur eine Tauchmotorpumpe eingebaut werden, um die „Energiequelle Grundwasser“ kostengünstig anzuzapfen. „Wir entnehmen nur so viel Wasser, wie sich in den Dükern auf natürliche Weise ansammelt“, erklärt Thomas Kühlmann, zuständig für die Projektsteuerung bei den Stadtwerken. Damit die Entnahme langfristig keine Umweltschäden hinterlässt, muss das Grundwasser nach seiner Verwendung wieder an gleicher Stelle in den Untergrund eingespeist werden.

Um die Entnahmemengen genau zu bestimmen, „wurde der Durchlauf der in Frage kommenden Düker von Tauchern vermessen“, sagt Kühlmann. Die durchfließende Menge variiert von 7 bis 57 l/s. Als weitere Auflage legte das Wasserwirtschaftsamt fest, dass das Grundwasser sich durch den Kälteaustausch nicht mehr als 5 °C und durch den Transport höchstens um ein weiteres Grad erwärmen darf.

Um diese Vorgaben einhalten zu können, benötigt BMW rund 240 l/s. Diesen Bedarf decken die Stadtwerke, in dem sie aus acht U-Bahn-Dükern insgesamt 195 l/s und aus zwei neu gebauten Brunnen 45 l/s entnehmen.

Die Steuerung der Pumpen läuft vollautomatisch. Außerdem werden an jedem Düker die Temperatur des Wassers, die entnommene Menge und der Durchfluss gemessen und per Glasfaserkabel an die Zentrale gesendet. Das Wasser kommt mit einer Temperatur von 12 °C bei BMW an, durchläuft einen von zwei massiven, 5 m langen, Plattenwärmetauschern und heizt sich dabei auf 17 °C auf. Das Wasser des Kühlkreislaufes wiederum kühlt sich von 18 auf 13 °C ab.

Sollte die Zufuhr an Grundwasser unterbrochen werden, springt ein dritter Plattenwärmetauscher an, der das Trinkwassernetz nutzt. Zwei Vorteile sprechen für eine Klimatisierung mit Grundwasser, sagt Hubert Lehnert von BMW: „Mit dieser Technologie sichern wir uns eine gewisse Unabhängigkeit vom Strompreis, vor allem aber schonen wir die Ressourcen.“

Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit des Projektes ist, dass BMW die gewonnene Kälte das ganze Jahr über nutzen will. Eine nur im Sommer betriebene Anlage würde sich bei der 4,6 km langen Fernleitung mit Sicherheit nicht rechnen.

Ob die Kälteherstellung mit Hilfe von Grundwasser wirtschaftlicher sein wird als die herkömmliche Kälteerzeugung mit Kompressoren, darüber wird der Strompreis in den kommenden Jahren entscheiden. Im Gegensatz zum ökonomischen Nutzen, rechnen sich die Investitionen aus ökologischer Sicht schnell, sagt Bettina Hess: „Im Jahr sparen wir damit sieben Millionen Kilowattstunden Strom beziehungsweise den Verbrauch von 3.000 Münchner Haushalten ein. Das entspricht rund 4.500 Tonnen Kohlendioxid.“

Die Stadtwerke München wollen diese Technologie auch an anderen Orten einsetzen. Inwieweit das Münchner Modell jedoch bundesweit Schule machen kann, bleibt abzuwarten. Der Kältegewinnung aus Grundwasser sind viele geologische und wirtschaftliche Grenzen gesetzt. Lehnert nennt drei Faktoren: Der Rohstoff muss in ausreichender Menge und Temperatur vorhanden sein, und die Vorkommen dürfen nicht zu tief liegen. Das Potenzial dieser Technologie ist also begrenzt.

Erschienen in Ausgabe: 04/2004