Ein natürlicher Thermostat mit 10 °C, zu Grenzkosten
Der Tunnel ist die Bohrung. Geothermiesonden schon beim Graben einzubauen kostet einen Bruchteil einer eigenständigen Anlage. Das Ergebnis: Heizen im Winter, Kühlen im Sommer und eine einzige Infrastruktur, die doppelt arbeitet.
Warum es funktioniert: Der Fels « spürt » den Winter nicht
An der Oberfläche schwankt die Temperatur enorm — von über 30 °C im Sommer bis unter −25 °C im Winter in Québec. Doch diese Schwingung dämpft sich mit der Tiefe sehr rasch ab: Das Erdreich wirkt wie ein riesiges thermisches Schwungrad. In etwa zehn Metern Tiefe ist von der jahreszeitlichen Schwankung der Oberfläche fast nichts mehr übrig.
Das ganze Jahr über stabil, im Sommer wie im Winter. Es ist dieselbe Zahl wie die Tiefe unserer Stationen.
Der Unterschied zwischen Januar und Juli ist in dieser Tiefe minimal — praktisch konstant.
Über 55 °C Jahresspanne. Genau das umgehen wir, indem wir die Wärme in der Tiefe holen.
Unsere Stationen reichen bereits bis in diese Tiefe — die Geothermie liegt in Reichweite.
Zwei kostenlose Quellen, direkt unter unseren Füßen
Die Station genießt tatsächlich einen doppelten thermischen Vorteil, den nur unser Netz bietet und den kein gewöhnliches Gebäude an der Oberfläche hat:
1. Die milde Tunnelluft
Die Tunnelluft bleibt dank des Felsens bei rund 10 °C und steigt auf natürliche Weise zu den Eingängen hin auf. Eine an den Tunnel angeschlossene Station startet daher nicht bei der eisigen Luft der Straße: Sie beginnt bereits bei 10 °C. Das ist Wärme, die die Belüftung ohnehin schon bezahlt hat — wir müssen sie nur zurückgewinnen.
2. Die Geothermie des Felsens
Neben der Station verlegte Sonden tauschen mit dem Fels bei 10 °C: im Winter entziehen wir Wärme und im Sommer geben wir Wärme ab. Dieselbe Bohrung dient beiden Richtungen, im Wechsel der Jahreszeiten.
Der ehrliche Vorbehalt. Erdreich mit 10 °C ist mild, nicht heiß. Um eine Station auf 20 °C zu bringen, braucht man eine Wärmepumpe — und eine Wärmepumpe verbraucht Strom. Die Geothermie beseitigt die Rechnung also nicht: Sie teilt sie durch 3 oder 4. Für jede eingesetzte kWh Strom liefert die Wärmepumpe 3 bis 4 kWh Wärme (das ist ihr « COP »). Das ist ausgezeichnet, aber es ist nicht null — und das klar zu sagen macht das Argument vor einer Ingenieurin oder einem Ingenieur belastbar.
Die Rechnung für eine typische Station
Eine Eingangsstation ist eine anspruchsvolle Umgebung für die Beheizung: ein verglaster Pavillon, ständig öffnende Türen, ein dauerhafter Luftzug (der Kamineffekt des Tunnels). Nehmen wir an, eine solche Station benötigt bei strenger Kälte das Äquivalent von 100 kW Spitzenheizleistung, und vergleichen wir drei Arten, sie zu beheizen:
| Heizverfahren | Stromverbrauch | Fazit |
|---|---|---|
| Elektrische Konvektoren (Direktheizung) | 100 kW | Einfach, aber teuer. Der Maßstab, den es zu schlagen gilt. |
| Erdwärmepumpe (COP 3,5) | ≈ 29 kW | ≈ 70 % weniger Strom für dieselbe Wärme. |
| Keine Heizung | 0 kW | Station wenige Grad über null, rutschige Böden. Für einen öffentlichen Zugang inakzeptabel. |
Im Sommer kühlt dieselbe Anlage kostenlos. Während einer Hitzewelle wird der Fels mit 10 °C zum Kühlereservoir: Die Wärmepumpe kehrt ihren Kreislauf um und kühlt die Station, indem sie Wärme ins Erdreich abgibt. Eine einzige Investition, zwei Nutzungen — Heizen im Winter, Kühlen im Sommer. Das ist der stärkste Vorteil des Ansatzes.
Was sich an der Rechnung des Netzes ändert
Heizung und Kühlung der Eingänge sind bereits in der Position Energie des Betriebsbudgets (9,5 Mio. $/Jahr) enthalten, im Anteil « Stationen ». Heute unterstellt diese Zahl eine elektrische Direktheizung. Durch den Wechsel zur Geothermie isolieren wir diesen Posten und senken ihn deutlich:
| Posten (Heizen + Kühlen der 150 Stationen) | Elektrische Direktheizung | Mit Geothermie |
|---|---|---|
| Geschätzte Jahresenergie | 10 bis 14 GWh | 3 bis 4 GWh |
| Jahreskosten (≈ 8,5 ¢/kWh, Hydro-Québec) | ≈ 0,9 bis 1,2 Mio. $ | ≈ 0,3 Mio. $ |
| Jährliche Einsparung | — | ≈ 0,7 bis 0,9 Mio. $/Jahr |
In absoluten Zahlen bleibt die Einsparung gegenüber einem Budget von rund 194 Mio. $/Jahr bescheiden — Strom ist in Québec ohnehin günstig. Der eigentliche Gewinn liegt anderswo: Die Geothermie beantwortet eine Frage, die jede prüfende Person stellen wird (« Wie beheizen Sie 150 Eingänge in einem Winter in Québec? »), und verwandelt einen blinden Fleck in ein Argument — ein Verkehrsnetz, das zugleich zu einer sparsamen Energieinfrastruktur wird.
Eine Infrastruktur, zwei Funktionen
Weil wir ohnehin 150 km Tunnel und 150 Stationen in 10 m Tiefe graben, ist die Geothermie fast kostenlos zu haben. Sie heizt im Winter, kühlt im Sommer, senkt den Stromverbrauch der Eingänge um 65 bis 75 % und stärkt das Argument der Energieunabhängigkeit des Projekts — gestützt auf die Wasserkraft und nun auch auf die Wärme des Felsens von Québec.
Das Wichtigste in Kürze
- Der Fels in 10 m Tiefe liegt ganzjährig bei ≈ 10 °C — ein natürlicher Thermostat, dem Winter wie Hitzewellen gleichgültig sind.
- Grenzkosten: Der Tunnel ist bereits die Bohrung, also kosten die Geothermiesonden einen Bruchteil einer eigenständigen Anlage.
- Eine Wärmepumpe bleibt nötig: Die Geothermie teilt den Heizstrom durch 3 bis 4, sie beseitigt ihn nicht.
- Doppelnutzung: Heizen im Winter, Kühlen im Sommer, mit derselben Anlage.
- Einsparung: in der Größenordnung von 0,7 bis 0,9 Mio. $/Jahr — und vor allem ein Argument, das die Sache stärkt.