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Die blau-weissen Metalltafeln, die an einer Betonwand in der Tiefgarage im Lausanner Sébeillon-Quartier hängen, sehen aus wie eine Plakatwand, die für eine Modeausstellung wirbt. Der Schein trügt: Jedes dieser zehn Paneele hat ein komplexes Innenleben, mit dem ein ganzes Wohnhaus beheizt wird.
Das Prinzip ist nichts Neues: Die Oberflächennahe Geothermie, auch Erdwärme genannt, macht sich zunutze, dass die Temperatur bereits ab wenigen Metern unter der Erdoberfläche ganzjährig konstant bleibt – im Gegensatz zur Umgebungsluft, die im Winter kälter als das Erdinnere ist, im Sommer wärmer. In der Kombination mit einer Wärmepumpe kann dieser Temperaturunterschied zum Heizen respektive Kühlen von Gebäuden oder technischen Anlagen verwendet werden.
Die Paneele, hier beim Pilotversuch in der Lausanner Tiefgarage, nehmen Erd- und Umgebungswärme auf.
Beim Pilotversuch in der Lausanner Tiefgarage nimmt jede dieser zehn Metalltafeln Erdwärme und Umgebungswärme auf. Die vorfabrizierten Paneele beinhalten Wärmetauscherrohre. In diesen Rohren zirkuliert eine Flüssigkeit, die durch die Wärme ihre Temperatur ändert und dann nach oben gepumpt wird. Eine Wärmepumpe verteilt diese Energie im gesamten Gebäude darüber. Diese Energieversorgung funktioniere das ganze Jahr über, sagt Margaux Peltier, Mitgründerin des Start-ups Enerdrape. «Die Paneele nutzen die relativ konstante Temperatur im Untergrund und können auf eine konstante Energiemenge zugreifen – unabhängig von der Aussentemperatur oder der Jahreszeit.»
Während geothermische Anlagen bisher vorwiegend in Neubauten oder bei Gebäudesanierungen eingebaut werden, können die vorfabrizierten Paneele von Enerdrape an Betonwänden von bestehenden unterirdischen Räumen – zum Beispiel einer Tiefgarage oder eines Kellers – angebracht werden. Idealerweise grenzen diese Wände direkt an die Erde.
Zugang zum Labor wegen Corona nicht möglich
Kurz nach ihrem Masterabschluss an der EPFL hat Margaux Peltier Mitte 2021 das Unternehmen Enerdrape mitgegründet. Zwei Jahre lang hatte sie zuvor mit verschiedenen Versuchen die Umsetzbarkeit und das Marktpotenzial der Technologie überprüft. Dabei experimentierte sie mit verschiedenen Flüssigkeiten für den Wärmeaustausch und unterschiedlichen Rohrdurchmessern.
Margaux Peltier erhielt dabei Unterstützung durch das Förderprogramm BRIDGE, das von Innosuisse und dem Schweizerischen Nationalfonds (SNF) angeboten wird. «Diese Unterstützung hat mir geholfen, die Lücke zwischen der Grundlagenforschung und wissenschaftsbasierter Innovation zu schliessen. Ich erhielt einen Jahreslohn und konnte so 100 Prozent am Projekt arbeiten – ohne Risiko und Geldsorgen. Zudem konnten die Hauptkosten der Pilotanlage damit gedeckt werden.»
Kosteneffizientes und nachhaltiges System
Ziel des BRIDGE-Projekts ist die grossflächige Anwendung von verschiedenen Paneelen. Vorherige Tests waren nur mit einer Tafel durchgeführt worden. «Die Idee hat im Kleinen funktioniert», sagt die Forscherin. «Die Frage war: Lässt sich das auch auf einen grösseren Massstab übertragen?» Die Antwort sei schnell klar geworden, so Margaux Peltier. «Der Versuch in der Tiefgarage hat uns die einfache Installation in einer solchen Umgebung bestätigt und gezeigt, dass das System kosteneffizient arbeitet. Zudem erhielten wir Hinweise darauf, wie wir das System noch effizienter machen können.»
Die Enerdrape-Prototypen im Untergeschoss der EPFL nach Entwicklungsstufe aufgereiht – links ist der neuste.
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