In Madonna di Campiglio wird ein innovatives
Hausheizungssystem experimentiert, das das Innere der Erde
ausbeutet.
Energiebereich:
erneubaren Energien und Geothermik
von Ivan Castellani*
Das
Problem Energie ist heutzutage ein häufiges Thema sowohl
für die Großindustrie, als auch für den normalen
Abnehmer, wie den Handwerker oder den Privatbürger. Der
aktuelle europäische und nationale Kontext stellt zwei
Hauptrichtungen im Bereich Energieverbrauch: Verbrennungs-
und Elektrokonsum. Das hängt im Zusammenhang zu Brennstoffen
wie Erdöl, Naturgas und Kohle.
Das Ermächtigungsgesetz vom 16. März 1999, Nr. 79
(Bersani) hat das Energiebereich liberalisiert. Dadurch entstand
in Italien der Elektroenergiemarkt, der die geeigneten Benutzer
ermöglichte, elektrische Energie an der Energiebörse
unter Konkurrenzregeln zu kaufen und zu verkaufen. Seit 2004
sind alle die Inhaber einer Mehrwertsteuernummer geeignet
und zwar jeder Benutzer außer Hausabnehmern. Diese sind
die gebundenen Benutzer, die an erster Stelle keinen Lieferungsvertrag
mit irgendeinem Verteiler abschließen können, aber
sie sind dazu gezwungen, sich mit den Gebietsverteilern zu
versorgen. Der Marktgarant von diesen Benutzern ist der Alleinabnehmer,
der durch Einkaufs- und Verkaufsverträge eine anhaltende,
sichere und preisgünstige Verfügbarkeit und Energielieferung
garantiert.
Ab 1. Januar 2007 wird jeder Kunde dazu geeignet.
Die erneubaren Energiequellen (Wind- und Sonnenenergie, Geothermik,
Seegang, Wasserenergie, Biomassen und Biogas, ...) werden
heutzutage immer wichtiger. Unter den Anreizmaßnahmen
sind die grünen Zertifikate zu erwähnen, die 1999
vom Nationalenergieanbieter eingeführt und ausgestellt
worden sind. Diese dokumentieren, dass eine Energiequote (in
Kilowattstunden) von erneubaren Energiequellen entsteht. Der
Anreiz besteht darin, dass die Hersteller und die Importeure
dazu gezwungen sind, jährlich auf den Markt eine Energiequote
aus erneubaren Energiequellen von 2% von der Gesamtquote des
vorigen Jahres einzuführen. Von 2004 bis 2006 beträgt
die Steigerung der Quote jährlich 0,35%.
Der Hersteller (Importeur) von nicht erneubarer Elektroenergie
kann auf dem Markt grüne Zertifikate von anderen kaufen,
die eine überschüssige Produktion haben.
Das Ziel Italiens ist, 25% der Elektrokonsume aus erneubaren
Energiequellen innerhalb 2010 zu erreichen.
Der Dezentralisierungsprozess der Energiepolitik hat den Regionen
und den Autonomen Provinzen viele Kompetenzen erteilt: Lokalisierung
von Fernheizungsanlagen, Energiezertifikate von Gebäuden,
Begrenzung von Gasemissionen usw. Trentino liegt im Nationalpanorama
an den ersten Stellen was die Energieproduktion von erneubarer
Quelle betrifft.
Die Hausabnehmer in der Provinz Trient zoomend, kann man als
Beispiel für die Optimierung der Naturquellen das Hotel
Garni del Sogno in Madonna di Campiglio erwähnen. Die
Energiequellen werden in diesem Ort vorwiegend für die
Hausheizung verwendet.
Die von Ingenieur Schiavon realisierte Heizungsanlage stellt
das erste Beispiel in seiner Art in der Provinz Trient von
einer sorgfältigen Wärmeisolierung des Gebäudes
dar. Die Anlage benutzt die geothermische Energie im Unterboden
und verwandelt sie in Wärme. Im Untergrund und vor allem
im Grundwasser befindet sich die Wärme dank der Sonnenstrahlungen
und dieser Wasserspeicher erhält eine konstante Temperatur
jahrelang.
Es besteht darin, mit der Hilfe einer Wärmepumpe, diese
Naturwärme als Heizungssystem auszubeuten.
Was ist eigentlich eine Wärmepumpe? Wir alle kennen einen
Kühlschrank: er nimmt einer kalten Umgebung (kalte Quelle)
die Wärme ab und gibt sie einer wärmeren Umgebung
über (warme Quelle). Die Unterbodentemperatur ist jetzt
sehr niedrig und die innere Temperatur wird höher. Die
Übergabe der Wärme von einer kalten Zone zu einer
wärmeren kann nicht spontan entstehen, weil man dafür
einen außeren Mittel braucht, wie z.B. die Elektroenergie,
die einen Motor (Kompressor) laufen lässt.
Die Wärmepumpe ist sogleich wie ein Kühlschrank
auch wenn die Zwecke anders sind: nicht mehr einer kalten
Umgebung die Wärme abnehmen, um den Unterboden abzukühlen,
sondern einer warmen Umgebung ( Hauswasser, Heizung) Wärme
zu übergeben. Die "kalte" Quelle ist der Unterboden,
mit dem Grundwasser auf ca. 10 konstanter Temperatur, die
warme Quelle hingegen besteht aus dem Wasser, das in die Heizungsanlage
läuft. Eine bessere Leistung gewährt eine ähnliche
Quellentemperatur (T1 und T2).
Am Anfang ist die Installation teuerer als eine klassische
Anlage (eine Pumpe zu 25 KW kostet um 20.000 Euro), aber die
Kosten werden in 7-8 Jahren amortisiert, wenn man an den Wachstumstrend
des Gasölpreises denkt. Das Gasöl müsste in
der Zukunft die Kosten von Elektroenergie im Vergleich zu
den Brennstoffpreisen senken.
Das optimale Heinzungssystem für so eine Anlage ist die
Bodenheizung, die nur 37-38º benötigt und dadurch
kann die Pumpe ihre ideale Spitzenleistung erreichen, während
das Strahlungsenergiesystem um 60-80º arbeitet. In den
letzten Jahren ist die Pumpeleistung von zirka 1:2 (von 2
bis 4 Grad) zu 1:4 übergegangen.
Während des Sommers können die Pumpen im Gegenteil
verwendet werden, und zwar um dem Untergrund Hitze nachzugeben
und die Umgebung zu erfrischen.
Da es um ein "thermodynamisches" Heizungssystem
handelt, völlig Verbrennungsfrei, vermeidet man Wärmeabstrahlungen
und umweltschädliche Stoffemissionen, in die Luft und
Zisterneninstallationen, die oft Ursache für mögliche
Ausströmen in den Untergrund sind. Natürlich ergibt
sich ein Energiekonsum aber die Umweltauswirkungen ist fast
gleich null.
Vom
Untergrund zu einer Temperatur T2 wird eine Wärmemenge
Q2 abgenommen, die durch die Elektroenergie L der Zone,
die zum Aufwärmen ist, unter Q1 Form übergegeben
wird. Q1 erhält auch die Wärme, wodurch L transformiert
wird und es ist größer als Q2.
In
diesem Fall sind vierzehn 105 Meter tiefe Gruben realisiert
worden, mit Rohrleitungen, die zu einem Kollektor einer Heizpumpe
angeschlossen werden. In den Rohrleitungen zirkuliert Wasser
mit Antigen (Glycol). Bei 105 m bleibt der Grund bei 7-10
Grad stabil, auch im Winter. Wenn das Wasser den Untergrund
erreicht hat, steigt seine Temperatur zu 10 Grad; es geht
wieder hinauf und durch einen Wärmeaustauscher vermittelt
der Kältemischung der Pumpe Wärme. Das Wasser wird
dadurch zu ca. 0 Grad abgekühlt und läuft in den
Untergrund wieder. Die Kältemischung wird durch einen
Elektromotor komprimiert und zum Kondensator geführt,
wo sie dem Heizungs- und Sanitärwasser ihre Wärme
überlässt. Schließlich dehnt sich die Kältemischung
aus und kühlt sich in der Walzenröhre und verdunstet
teilweise. Durch zwei Pumpen, die beim Anlauf 25 KW und 17
KW aufzehren, werden sowohl das Sanitärwasser (4000 Liter)
als auch das Heizungswasser (4000 Liter) erwärmt.
*Ivan Castellani
Umweltingenieur, Dissertation (Ph. D.) im Bereich Energetik
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