Seen und grosse Flüsse bergen ein riesiges Wärmepotenzial, das sich ohne Schaden für die Umwelt anzapfen lässt. Dies zeigen Studien der Eawag. Das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs berät die Behörden, damit die Energienutzung so sauber und nachhaltig wie möglich wird.

Alfred Wüest, Professor an der EPFL und Experte für Aquatische Physik an der Eawag. (Foto: Kellenberger Kaminski Photographie)

Bereits 1938 wurde das Zürcher Rathaus mit Wärme aus der Limmat geheizt. Heute liefern vier Seewasserverbunde rund ums Zürcher Seebecken Wärme und Kälte für umliegende Bauten; der Genfersee ist Wärmequelle zum Heizen und Kühlen des Campus von EPFL und Universität Lausanne sowie von UNO-Gebäuden in Genf. Doch dies sind Einzelbeispiele. «Die Technik existiert schon lange, doch obwohl sie inzwischen viel effizienter geworden ist, wird sie noch wenig genutzt», sagt Alfred Wüest, Professor an der EPFL und Experte für Aquatische Physik an der Eawag.

Das Prinzip ist das gleiche wie bei der Erdwärmenutzung: Eine Wärmepumpe entzieht der Umwelt Energie und heizt damit die angeschlossenen Gebäude. Doch während das Erdwärmepotenzial in dicht besiedelten Gebieten beschränkt ist, liegen mit den Seen und grossen Flüssen schier unerschöpfliche Wärmespeicher vor der Haustür der Bewohner vieler Schweizer Städte. Zudem kann man im Sommer kühles See- oder Flusswasser direkt durch die Räume leiten und so mit «Freecooling» statt stromfressender Klimaanlagen für angenehme Temperaturen sorgen. Dank sechs Grad kaltem Tiefenwasser aus dem Luganersee ist das Nationale Hochleistungsrechenzentrum (CSCS) eines der weltweit energieeffizientesten Rechenzentren.

«Man verschiebt damit die Umweltbedingungen bloss leicht, generiert aber nichts Neues», so Wüest. «Die Seewassernutzung ist deshalb ökologisch unbedenklich.»

Welche physikalischen und ökologischen Auswirkungen die Nutzung des Seewassers hat, untersuchten Wüest und sein Team in detaillierten Studien. In einem Szenario für den Bodensee nehmen die Eawag-Forschenden an, dass eine Million Bewohner an Seewasserverbundnetze angeschlossen sind. «Selbst dann ist der Eingriff extrem klein im Vergleich zur Klimaerwärmung», fasst der Experte zusammen.

Ökologisch unbedenklich

Während im Winter der Wärmeentzug zum Heizen sogar dem Klimawandel entgegenwirkt, sollen sich die Gewässer im Sommer durch Abwärme vom Kühlen nicht noch weiter erwärmen. Beim Bodensee empfehlen die Fachleute deshalb, das erwärmte Wasser tiefer als 20 Meter zurückzugeben. Im Gegensatz zur Oberfläche oder zum Tiefenbereich ändert sich die Wassertemperatur in dieser sogenannten Sprungschicht schnell mit der Tiefe. Die Berechnungen zeigen, dass sich selbst bei einer intensiven Wärmenutzung die Sprungschicht im Bodensee nur wenig vergrössert. «Man verschiebt damit die Umweltbedingungen bloss leicht, generiert aber nichts Neues», so Wüest. «Die Seewassernutzung ist deshalb ökologisch unbedenklich.»

Alfred Wüest, Professor an der EPFL und Experte für Aquatische Physik an der Eawag. (Foto: Kellenberger Kaminski Photographie)

Die Studien der Eawag bewirkten, dass die Internationale Gewässerschutzkommission für den Bodensee die Richtlinien zur Nutzung des Seewassers lockerte. Nun wird eine Neubausiedlung mit 165 Wohnungen in Romanshorn mit Seewasser geheizt. Verblüffend ist, dass selbst ein zugefrorener See im tiefen Winter umweltfreundliche Heizenergie liefert. So in St. Moritz auf 1800 Meter Höhe. Seit 2007 werden das Badrutt’s Palace Hotel und mehrere Häuser mit einer Wärmepumpe beheizt, die Wasser aus dem St. Moritzer-See von vier auf ein Grad Celsius abkühlt.

Eines der grössten Projekte wird in Luzern geplant. Mit Wasser aus dem Vierwaldstättersee will der Energieversorger Energie Wasser Luzern (EWL) jährlich 100 Gigawattstunden Wärme und 23 Gigawattstunden Kälte liefern. Damit könnten 40 000 Personen versorgt werden. Das Gesamtpotenzial ist um ein Vielfaches höher und übersteigt den realistischen Bedarf bei weitem, wie Wüest im Auftrag der Aufsichtskommission Vierwaldstättersee berechnet hat. Der Baubeginn einer ersten Phase in Luzern ist für 2018 geplant. Für das gesamte Projekt müssen laut EWL etwa 95 Millionen Franken investiert werden.

«Die Investitionskosten sind hoch, der Betrieb danach aber ist günstig», sagt Wüest. Er schätzt, dass das Heizen mit Seewärme heute rund doppelt so teuer ist, als wenn man billiges Erdöl verbrennt. Die teure Erschliessung ist denn wohl auch der Grund, warum die Seen und Flüsse als saubere und nachhaltige Wärmequelle noch nicht vermehr angezapft werden.