Tunnelbauwerke können durch ihre großen Flächen, die an das Erdreich oder den Fels anliegen, ein hohes Maß an geothermischer Energie liefern. Auch die Tunnelluft kann einen nicht unerheblichen Beitrag zur Energiegewinnung leisten. Dieses energetische Potenzial wird zunehmend erkannt und dabei versucht, es nutzbar zu machen. Der Polymerspezialist REHAU hat hierzu ein einzigartiges System entwickelt, das sich derzeit auch in der Endrunde des International Tunneling Award 2011 befindet.
Für die thermische Nutzung von Tunnelflächen hat REHAU das Rohrleitungssystem RAUWAY flex aus hochdruckvernetztem Polyethylen (PE-Xa) entwickelt. Bild: Rehau
Thermische Nutzung der Flächen
Da die Flächen eines Tunnels meist aus Beton hergestellt werden, können sie durch Einlegen von Absorberleitungen thermisch aktiviert und zu Wärmetauschzwecken genutzt werden. Hierzu werden Rohrleitungen in den Frischbeton integriert, durch die später ein Wärmeträger strömt. Auf diese Weise kann zum Beispiel im Winter aus dem Bauwerk Wärme entzogen und zu Heizzwecken in der Umgebung verwendet werden. Im Sommer hingegen kann Abwärme in das kühlere Bauwerk abgeführt werden. Darüber hinaus können Tunnelbauwerke, die zu Überhitzung neigen (zum Beispiel U-Bahn Tunnel), über die Temperierung der Konstruktion gekühlt werden.
REHAU hat hierfür das Rohrleitungssystem RAUWAY flex entwickelt. Das äußerst robuste Kollektorrohr besteht aus hochdruckvernetztem Polyethylen (PE-Xa) und ist mit einer UV-stabilisierten grauen Außenschicht versehen. Es ist unempfindlich gegenüber Kerben, Riefen und Punktlasten und auch bei engen Biegeradien betriebssicher.
Energietübbings im Jenbach-Tunnel
Um die Wärme auch bei maschinell vorgetriebenen Tunneln bestmöglich nutzen zu können, wurde in enger Zusammenarbeit von REHAU mit der Züblin AG ein sogenannter Energietübbing entwickelt. Tübbings sind Betonfertigteile, die gemeinsam die Tunnelschale bilden. Damit sie der Umgebung Wärme entziehen oder sie in das Bauwerk einspeisen können, werden in die Energietübbings RAUWAY flex Rohrleitungen verlegt. Schließlich werden sie zu einem Kreislauf verbunden und an eine Wärmepumpe angeschlossen.
Nachdem der Energietübbing bereits in Labor- und Feldversuchen ausgiebig getestet wurde, wurde er erstmals im Eisenbahntunnel Jenbach zur Versorgung eines Gebäudes eingebaut. Dazu wurde eine Tunnellänge von 54 Metern mit Energietübbings ausgerüstet. Die integrierten Absorberleitungen wurden über einen Rettungsschacht an die Oberfläche geführt und dort mit einer Wärmepumpe verbunden, die den Bauhof der österreichischen Gemeinde Jenbach mit Heizenergie versorgt. Bei diesem Projekt handelt es sich um das erste in einem maschinell aufgefahrenen Tunnel integrierte Geothermie-Kraftwerk.
Ähnliche Projekte wurden auch in Deutschland mit dem Ausbau des Stadtbahnabschnittes der U6 in Stuttgart sowie im Katzenbergtunnel erfolgreich durchgeführt.
International Tunneling Award 2011
Diese innovative und auf dem Markt einzigartige Technik hat weltweites Interesse ausgelöst. So wurde REHAU gemeinsam mit dem Planungsbüro Arup und dem Gesamtunternehmer Züblin in der Kategorie „Technische Innovation des Jahres“ für den International Tunneling Award 2011 nominiert und hat es bereits bis in die Endrunde geschafft. Die Sieger werden mit Spannung erwartet und am 01. Dezember 2011 in Hong Kong bekannt gegeben.