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Technologie
Bohrungen, Tunnelwasser und Thermalquellen
In der Schweiz sprudelt warmes Wasser nur sehr selten direkt aus dem Untergrund. Die warmen Thermalwasserquellen sind an tief reichende Störungszonen im Faltenjura und Alpenraum gebunden. Einige Thermalquellen und damit auch Thermalbäder sind so z.B. im Kanton Aargau zu finden. Im Wallis reihen sich Thermalquellen und -bäder perlschnurartig entlang des Rhonetals auf. Westlich setzen sich die Thermalquellen ins Waadtland fort (Lavey-les-Bains, Yverdon). Einen Überblick über die Walliser Thermalbäder finden Sie hier.
Bereits zu Römerzeiten wurden Thermalquellen für Badezwecke genutzt. Früher wurde das Wasser aus den Thermalquellen gefasst. Um heute warmes Wasser aus mittleren Tiefen zu erschliessen, sind in der Regel Bohrungen nötig. Das Wasser kann entweder direkt oder indirekt im geschlossenen Kreislauf und mit Wärmetauscher genutzt werden.
Die bekannteste direkte Nutzung sind Thermalbäder, bei denen das Tiefenwasser direkt ins Schwimmbecken läuft. Thermalbäder zeichnen sich dadurch aus, dass es meistens nur Förderbohrungen gibt. Das Wasser wird angebohrt, gefördert und nach der Nutzung über Flüsse und Bäche abgeleitet. Besteht nur eine Förderbohrung, spricht man von Singlette.
Die meisten Nutzungen erfolgen mit einem geschlossenen Tiefenwasser-Kreislauf: einer Förderbohrung und Reinjektionsbohrung (Dublette). Das warme Wasser wird angebohrt, nach oben gepumpt, genutzt und anschliessend über eine Bohrung wieder in den Untergrund gepumpt. Gelegentlich ist auch eine dritte Bohrung vorhanden (Triplette). Die Wärme wird dabei über einen Wärmetauscher an einen zweiten Heizkreislauf übergeben. Mit diesem Heizkreislauf können z.B. ein Nah- oder Fernwärmenetz oder auch Gewerbe und Industrie mit Wärme versorgt werden.
Mitteltiefe hydrothermale Geothermie
1a – Produktionsbohrung
1b – Injektionsbohrung
2 – Wärmetauscher
3 – Geothermische Heizzentrale
4 – Fernwärmenetz
5 – Gewächshäuser
6 – Industrie
7 – Einfamilienhäuser
8 – Gebäude
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Tunnelwasser
Tunnels liefern warmes Bergwasser. In der Schweiz nutzen heute sieben Anlagen solches Wasser.
- Gotthard-Strassentunnel: Mit dem Wasser wird der Autobahn-Werkhof in Airolo (TI) beheizt. Im Sommer wird via Tunnelwasser auch gekühlt.
- Furka-Bahntunnel: Liefert Wärme für über 170 Wohnungen und eine Mehrzweckhalle in Oberwald (VS).
- Hauenstein-Bahntunnel: Im solothurnischen Trimbach heizt das Bergwasser aus dem Hauenstein rund 150 Wohnungen.
- Rickentunnel: Im Kanton St. Gallen heizt der Rickentunnel in Kaltbrunn mehrere öffentliche Gebäude.
- Mappo-Morettino-Tunnel: Beheizt ein Sport- und Erholungszentrum in Minusio und Tenero (TI). Im Sommer wird via Tunnelwasser auch gekühlt.
- Lötschberg-Basistunnel: Das Bergwasser aus dem Lötschberg-Basistunnel heizt am Nordportal in Frutigen (BE) ein Tropenhaus und Fischbecken zur Kaviar-Produktion sowie ein Nahwärmenetz.
- Beim Gotthard-Basistunnel ist in Erstfeld (UR) eine Fernwärmenutzung geplant.
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Thermalwasser
Thermalbad Zurzach (AG)
Die Therme wurde 1914 beim Bohren nach Salz entdeckt. Das Thermalwasser wurde erst 1955 neu erschlossen. In 430 Meter Tiefe stiess man auf die ergiebige wasserführende Granit-Kluft mit dem fast 40°C warmen Natrium-Sulfat-Hydrogenkarbonat-Chlorid-Wasser. Das Thermalwasser steigt dort auf natürlichen Wasserbahnen in kurzer Zeit aus über 1000 Meter Tiefe auf. Bis heute ﬂiesst es artesisch, das heisst durch seinen natürlichen Überdruck ohne Pumpen aus zwei Tiefbohrungen an die Oberﬂäche. Das Zurzacher Thermalbad bietet 36°C, 35°C und 34°C warme Becken.
Thermalbad Schinznach (AG)
Die Thermalquelle Schinznach sprudelt seit Jahrtausenden aus dem Gestein, Aufstiegsbahn ist die Jura-Hauptüberschiebung. Erstmals urkundlich erwähnt ist die Quelle 1657. Nur wenige Jahre später wird ein erstes Badehaus errichtet. Heute liefert eine Bohrung 44°C warmes Wasser. Ein Drittel gelangt zum Thermalzentrum, wo es gemischt mit 27° C warmem Wasser für die Verwendung im 35° C warmen Schwimmbad zur Verfügung steht. Die restlichen zwei Drittel werden mit einer Wärmepumpe auf 55° C erwärmt und zur Gebäudeheizung eingesetzt. Nach dem Wärmeentzug durch die Wärmepumpe beträgt die Thermalwassertemperatur immer noch 27° C und dient für die erwähnte Schwimmbadbeimischung. Verbleibendes Wasser mit 27°C geht über eine Bohrung in die Erde. Pro Jahr können über 300’000 Liter Heizöl einspart werden.
Thermalbad Lavey-les-Bains (VD)
Als im Jahr 1831 ein Fischer in der Rhone sein Netz setzte, fiel ihm eine warme Strömung auf. Das war die Entdeckung der Thermalquelle. Gefasst wird das warme Wasser heute durch zwei Bohrungen: 1972 bohrte man 201 Meter tief, die Wasserausbeute beträgt 1’200l/min. mit einer Temperatur von 62°C. Die Bohrung von 1997 ging 517 Meter in die Tiefe. Sie bringt 1’200l/min. mit einer Wassertemperatur von 68°C an die Oberfläche.
Das Thermalwasser in Lavey-les-Bains speist die Bassins wie auch technische Installationen des Spas. Das warme Wasser garantiert so die Erwärmung der Gebäude ohne weitere Heizungsanlage.
Bereits seit den 1940erJahren wird Thermalwasser aus der Tiefe genutzt. Heute decken mehrere Bohrungen den gesamten Wärmebedarf für Heizung und Warmwasser lediglich durch eine Reihe von Wärmetauschern und ohne Wärmepumpen. Das nach der Verwendung im Thermalzentrum verbleibende Restwasser wird mit einer Temperatur von 30 – 34°C in die Rhone geleitet. Mit diesem heute ungebrauchten Potenzial liesse sich in St. Maurice ein Fernwärmenetz speisen.
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Riehen (BS)
In Riehen (BS) wurde 1988 erfolgreich nach Tiefenwasser gebohrt, um die Gemeinde mit erneuerbaren CO2-freier Wärme zu versorgen. Seit 1994 ist die Geothermie-Heizzentrale im Betrieb. Heute ist sie im Besitz der Wärmeverbund Riehen AG, die zu 73% der Gemeinde Riehen gehört.
Riehen ist eine Dublette mit einer Förder- (1547m tief) und einer Reinjektionsbohrung (1247m). Das 65°C heisse Tiefenwasser wird zunächst über direkte Wärmetauscher geleitet und dann mittels dreier Wärmepumpen auf rund 30°C unterkühlt und in den Untergrund zurück geleitet. Die Geothermieanlage liefert aktuell rund 30‘000 MWh Wärme pro Jahr.
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Schlattingen (TG)
Die grossen Treibhäuser des Gemüse- und Landbaus Grob in Schlattingen wurden ursprünglich fossil beheizt: ¾ mit Erdgas, ¼ mit Öl. Um den jährlichen Energiebedarf von rund 20 Gigawattstunden zu decken, waren dafür 400‘000 Liter Heizöl nötig, was jährlichen CO2-Emissionen von 5 Tonnen entspricht.
Die beiden Bohrungen (1508m und 1172m tief) werden vermutlich als Singletten betrieben und das Tiefenwasser nach der thermischen Nutzung in ein Oberflächengewässer eingeleitet. Die Konzession für die thermische Wassernutzung durch den Kanton Thurgau ist gegenwärtig (Oktober 2015) noch nicht erteilt, wird jedoch bald erwartet. Der Gemüsebauer wird voraussichtlich seinen ganzen Wärmebedarf mit der mitteltiefen Geothermie abdecken können.
Quelle: Gemüsebau Grob AG