Tag des Wassers am 22. März

Energiequelle zum Heizen oder Kühlen

Ortenau (st). Der 22. März ist der Tag des Wassers. Der Weltwassertag wurde 1992 von den Vereinten Nationen ins Leben gerufen, um international auf die Bedeutung eines der kostbarsten Güter der Welt für Ernährung, Gesundheit, Umwelt, Wirtschaft und Energieerzeugung hinzuweisen. Seitdem wird er alljährlich begangen und steht 2018 unter dem Motto „Nature for Water – Natur für Wasser“.

„Damit soll für eine stärkere Berücksichtigung naturnaher Lösungen im Gewässermanagement geworben werden“, informiert Bernhard Vetter, Leiter des Amtes für Wasserwirtschaft- und Bodenschutz im Landratsamt Ortenaukreis. „Bei der Klimatisierung von Gebäuden und Kühlung von Maschinen stellt der Betrieb von sogenannten Wasser-Wasser-Wärmepumpen eine besonders umweltfreundliche und nachhaltige Nutzung des Grundwassers dar“, so Vetter. Im Ortenaukreis werden Wasser-Wasser-Wärmepumpen schon seit den achtziger Jahren betrieben. In den vergangenen zehn Jahren habe die Nutzung des Grundwassers als Energiequelle zum Heizen oder Kühlen erheblich zugenommen, so der Amtsleiter. Das Landratsamt genehmigt jährlich rund 20 Anlagen, aktuell werden über 500 Wärmepumpen mit Grundwasser im Landkreis betrieben. „Die Nutzungen reichen von Einfamilienhäusern über Mehrfamilienhäuser bis hin zu industriellen Großbetrieben“, weiß Vetter. Bei der Wohnnutzung stehe aktuell die Heizung der Gebäude im Vordergrund während bei der gewerblichen Nutzung die Kühlung der Gebäude und Betriebsanlagen die Mehrheit ausmachen.

„Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe benutzt die im Grundwasser enthaltene Wärme, um damit zu heizen“, erklärt Vetter das Grundprinzip. Da Grundwasser im Jahresverlauf eine nahezu konstante Temperatur von zehn bis zwölf Grad Celsius aufweise, sei es als Wärmequelle hervorragend geeignet. Und mit dem wachsenden Anteil von erzeugtem Strom aus regenerativen Energiequellen werden die Wärmepumpen immer umweltfreundlicher.
Wie funktioniert die Wasser-Wasser-Wärmepumpe genau? „Bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe wird zunächst ein sogenannter Förderbrunnen gebohrt“, erläutert Vetter. Die Tiefe der Bohrung richte sich nach der Höhe des Grundwasserspiegels.

„Aus diesem Förderbrunnen wird das Grundwasser nach oben gepumpt und durch Rohre zur eigentlichen Wärmepumpe geleitet. Hier wird dem Grundwasser über ein Kältemittel, das einen sehr niedrigen Siedepunkt aufweist, die Wärme entzogen“, ergänzt Klaus Seger vom Amt für Wasserwirtschaft und Bodenschutz. „Das Kältemittel wird verdichtet und gasförmig zu einem Wärmetauscher geführt. Im Wärmetauscher wird die Wärme wiederum an das Heizungswasser weitergegeben. Das Grundwasser wird durch den Wärmeentzug durchschnittlich um rund fünf Grad kälter. Das kalte Grundwasser wird sodann über Rohre in den zweiten Brunnen, dem Schluckbrunnen zurückgeleitet“, nennt Seger die einzelnen Schritte.

Die Voraussetzungen für einen langfristigen nachhaltigen Betrieb von Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind komplex. Neben einer ausreichend verfügbaren Grundwassermenge ist auch die Qualität des Grundwassers von großer Bedeutung. So besteht bei hohen Eisen- oder Mangangehalten die Gefahr, dass die Brunnen und andere Anlagenteile der Wärmepumpe „verockern“. „Dabei lagern sich die Oxide, also Sauerstoff-Verbindungen, an den Anlagenteilen ab und stören so den Durchfluss in der Anlage“, so Seger.

Für den Betrieb einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe bedarf es einer wasserrechtlichen Erlaubnis. Im Rahmen des Wasserrechtsverfahrens prüfen die Experten im Landratsamt, ob die Grundwasserentnahme und die Einleitung des thermisch genutzten Grundwassers öffentlich-rechtlichen Vorschriften entgegen stehen. „Im Rahmen der fachtechnischen Prüfung werden auch die Auswirkungen der thermischen Veränderungen des Grundwassers betrachtet, die durch den Anlagenbetrieb erfolgen“, sagt Vetter. „Wir achten darauf, dass einzelne Nutzungen sich nicht gegenseitig negativ beeinflussen und das Grundwasser nicht zu sehr abgekühlt beziehungsweise erwärmt wird.“