Die Erdwärme ist einer der größten
und bedeutendsten Naturschätze Islands. Die Einwohner von Reykjavík
erhalten ihr heißes Wasser seit mehreren Jahrzehnten aus der Erde. Es ist
eine billige, sichere und vor allem umweltfreundliche Energiequelle. Die
Fernheizung von Reykjavík ist ein kommunales Unternehmen und beliefert die
Stadt und einige Ortschaften der näheren Umgebung mit heißem
Thermalwasser.
Zum ersten Mal wurde im Jahre 1928 in Reykjavík nach heißem
Wasser gebohrt. Mit zunehmender Einwohnerzahl wuchs der Bedarf an heißem
Wasser und weitere Bohrungen wurden notwendig. Das gesamte Wasser zum
Heizen von Reykjavík und Umgebung stammt aus mehr als 70 Bohrungen, die in
Reykjavík, Mosfellsbær und Nesjavellir zu finden sind. Die Bohrungen haben
einen Durchmesser von 150 bis 230mm und erreichen meist eine Tiefe von 500
bis 2000m Die tiefste Bohrung der Fernheizung von Reykjavík ist mehr als
3000m tief. Viele Bohrlöcher sind seit mehr als drei Jahrzehnten in
Betrieb.
Der Geruch isländischer Thermalwässer ist auf eine kleine Menge
an gelöstem Schwefelwasserstoff zurückzuführen. Das Wasser wird
unterirdisch erhitzt und löst eine Mischung verschiedenster Mineralstoffe
aus dem Gestein. Im Durchschnitt enthält ein Liter heißes Wasser 200 bis
300mg gelöster Mineralstoffe. Zwischen 30% und 50% des Mineralstoffgehalts
nimmt Kieselsäure ein, eine Verbindung, die ganz und gar unschädlich für
den Verbraucher ist. Das Wasser der geothermalen Fernheizung ist
bakterienfrei und vollkommen sauber.
Die erste Diskussion über eine
geothermale Heißwasserversorgung in Reykjavík fand am 17. November 1927
auf einer Versammlung des Verbandes isländischer Ingenieure statt. Im Jahr
1928 wurden einige Brunnen im Laugardalur, einem Niedertemperaturgebiet in
Reykjavík, erbohrt. Die Gesamtschüttung der Brunnen übertraf mit 14 l/sek
an 87°C heißem Wasser die Schüttung der natürlichen Quellen im Laugardalur.
Da es teurer war, Wasser zu Hause zu erhitzen, hatten die Einwohner von
Reykjavík die natürlichen Thermalquellen bereits jahrhundertelang genutzt.
Die Hausfrauen gingen zu den Quellen, um Wäsche zu waschen und zu
trocknen, und brauchten dafür meist einen ganzen Tag.
Im Jahre 1930 wurde
eine 3km lange Leitung von den heißen Quellen in Laugardalur zu einem
Schulgebäude in Reykjavík gelegt. Im November desselben Jahres wurde der
Anschluss fertig gestellt. Diese Schule war das erste Gebäude, das mit
Wasser von der geothermalen Fernheizung von Reykjavík beliefert wurde. Die
Tätigkeit der Fernheizung von Reykjavík hatte gleich so großen Erfolg,
dass
man begann, nach neuen Thermalgebieten Ausschau zu halten. Die Einwohner
von Reykjavík erkannten die Vorteile einer solchen Fernheizung. Die
Heizmethode war billiger, bequemer und sauberer als das Heizen mit Kohle.
Im Jahr 1933 wurden bereits 60 Häuser mit geothermalem Wasser beliefert,
was 2,7% der Gesamteinwohnerzahl der Hauptstadt ausmachte. Im Jahr 1936
unterschrieb jeder vierte Bürger der Stadt eine Bittschrift für den
möglichst schnellen Ausbau der geothermalen Fernheizung. Im Jahre 1961
erhielt schon die Hälfte aller Einwohner Reykjavíks heißes Quellwasser. Um
das Jahr 1962 wurde mit den Vorbereitungen begonnen, neue Bohrungen
niederzubringen und Pumpen in die Brunnen einzubauen. Die Bohrungen waren
äußerst erfolgreich, was dazu führte, dass die Heißwasserspeicher der Stadt
seit Januar 1968 nie mehr leer standen.
Im Jahr 1972 erhielten 97% aller
Einwohner Wasser aus heißen Quellen. Nach 1972 wurde das System zu den
Nachbarorten ausgebaut, welche heute der durch Thermalwasser gespeisten
Fernheizung angeschlossen sind. Eine Ausnahme bildet die Stadt
Seltjarnarnes, die ihre eigene Geothermalheizung unterhält. Ende des
Jahres 1991 wurden ca. 145.000 Menschen in etwa 30.000 Haushalten im
Großraum Reykjavík mit Thermalwasser versorgt.
Etwa 55% aller Isländer
leben im Versorgungsgebiet der geothermalen Fernheizung von Reykjavík. Der
größte Teil des genutzten Wassers stammt entweder aus den Bohrungen in
Mosfellsbær oder aus dem Hochtemperaturgebiet Nesjavellir, wo kaltes
Wasser mit Dampf erhitzt wird. Die Wässer dieser beiden unterschiedlichen
Arten von Aufbereitung werden im Versorgungssystem nicht vermischt,
sondern auf dem gesamten Weg bis zum Verbraucher getrennt gehalten. Das
Wasser von Reykir in Mosfellsbær wird über eine Leitung in sechs
Speichertanks nach Grafarholt gepumpt. Die Sammelbehälter haben ein
Fassungsvermögen von 54 Millionen Litern. Von dort wird das Wasser in die
sechs Speichertanks auf dem Öskjuhlið geleitet, die 24 Millionen Liter
fassen. Von den Speichertanks fließt das Wasser schließlich in lokale
Verteilerstationen und wird von dort aus dem Endverbraucher zugeführt. Das
erhitzte Wasser von Nesjavellir wird in zwei Vorratstanks mit einem
Fassungsvermögen von 18 Millionen Litern in Reynisvatnsheiði gespeichert
und von dort in die Nachbarortschaften Kópavogur, Garðabær und
Hafnarfjörður gepumpt.
Im Jahre 1990 betrug die Länge der
Heißwasserleitungen (Brunnenleitungen, Hauptleitungen, Leitungen in den
Straßen und Hausanschlüsse) insgesamt 1000km. Ungefähr die Hälfte der
Gesamtlänge sind Hausanschlüsse. Die Hauptleitungen haben einen
Durchmesser von bis zu 90 cm, die Hausanschlüsse haben meistens einen
Durchmesser von 2,5cm. Die Schüttungsrate der Bohrungen in Reykjavík und
Mosfellsbær beträgt 2300 l/sek heißes Wasser. Das Werk Nesjavellir liefert
heute etwa 800 l/sek. In der kältesten Zeit benötigen die Einwohner des
Hauptstadtgebietes bis zu 3500 l/sek heißes Wasser zum Beheizen der
Häuser. Sollte die geothermale Fernheizung den Forderungen nicht
nachkommen können, besteht die Möglichkeit, zusätzlich kaltes Wasser zu
erhitzen. Der Verbrauch von heißem Wasser wird in Kubikmetern gemessen. Im
Jahre 1990 verteilte die Fernheizung von Reykjavík 55 Millionen Kubikmeter
heißes Wasser an die Verbraucher.
Im Jahre 1986 beschloß das
Stadtparlament von Reykjavík, ein Heißwasserwerk im Hochtemperaturgebiet
von Nesjavellir zu bauen, nachdem das Gebiet genau erforscht worden war.
In der ersten Stufe erreichte das Werk schon eine Wärmeleistung von 100MW,
seit der Fertigstellung sind es 300 MW. Zum Vergleich beträgt die
Gesamtleistung der geothermalen Werke in Reykjavík und Mosfellsbær 450 MW.
Das Werk in Nesjavellir kann die Forderungen nach höheren Kapazitäten im
Hauptstadtgebiet noch bis nach dem Jahr 2000 erfüllen, aber dann sind die
Resourcen dieses Gebietes wahrscheinlich erschöpft.
Die geothermale
Energie in Nesjavellir kann nicht direkt zum Beheizen benutzt werden, weil
das Wasser sehr reich an Gasen und Mineralstoffen ist. Statt dessen wird
mit Hilfe der geothermalen Energie kaltes Wasser erhitzt, das anschließend
zum Heizen benutzt werden kann. Zusätzlich zum Heißwasser wird im
Kraftwerk Nesjar auch Strom produziert. Die elektrische Leistung des
Werkes beträgt 120 MW. Strom ist in Island für den Privatverbraucher
übrigens deutlich billiger, als in Deutschland - die Kilowattstunde kostet
gerade einmal einen Cent! Ein vernünftiger Umgang mit der geothermalen
Energie ist von großer Wichtigkeit, da diese Resourcen nicht
unerschöpflich sind. Es lohnt sich, die Häuser gut zu isolieren und die
Innentemperatur mit Thermostaten zu regulieren. Die Verbraucher zahlen für
das heiße Wasser nach den Messungen eines Wasserzählers. Deswegen ist es
zu ihrem Vorteil, das Thermalwasser zweckmäßig zu nutzen. Etwa 85% des
Heißwasserverbrauchs der Fernheizung von Rekjavik dient zur Raumheizung.
Nachdem das Wasser das Zentralheizungssystem durchlaufen hat, beträgt
seine Temperatur 25-40°C. In den letzten Jahren ist es üblich gewesen,
dieses Wasser in Rohre unter Bürgersteigen und Garageneinfahrten zu
leiten, um diese schnee- und eisfrei zu halten.
Als in den Jahren 1985 und 1986 die alten Speichertanks auf dem Öskjuhlið rundum erneuert wurden, hat
man die Idee, dort ein Restaurant mit Aussichtsplattform zu errichten,
wieder aufgegriffen. Im Mai 1988 waren die Pläne fertiggestellt und die
Fernheizung erhielt vom Stadtrat Reykjavík die Erlaubnis zum Bau einer
Aussichtskuppel. Der Bau des äußeren Teils der Kuppel endete 1989, im Juni
1991 wurde das Gebäude eröffnet. Die Kuppel der "Perle" besteht aus
reflektierenden Glasplatten, die in einem Netzwerk aus hohlen Stahlträgern
befestigt sind. In den Stahlträgern fließt, je nach Jahreszeit, kaltes
oder warmes Wasser zur Regulierung der Innentemperatur. Die Glasplatten
filtern einen Teil des Sonnenlichtes aus, so dass der Innenraum der Kuppel
weder unangenehm heiß, noch blendend hell wird. Ein Stahlrahmen mit
Glasscheiben verbindet die Heißwassertanks. Die Perle ist 20.000m3 groß,
wobei der Wintergarten mit seiner 10m hohen Decke einen großen Teil
einnimmt. Nicht nur die Silhouette der Stadt Reykjavík hat sich durch die
Perle geändert. Es ergeben sich auch neue Möglichkeiten, Kunst zu
genießen, Tagungen und Ausstellungen zu veranstalten, gut zu essen und den
herrlichen Ausblick über Reykjavík und Umgebung zu genießen. (Der Text ist
der Informationsbroschüre "Die Heißwasserversorgung von Reykjavík"
entnommen.
© Hitaveita Reykjavíkur 1996)
Die Nutzung der
Wasserkraft hat in Island schon eine relativ lange Tradition. Bereits
Anfang des 20. Jahrhunderts fertigten Bauern die ersten Turbinen selbst
an, um für den Eigenbedarf Strom zu produzieren. Einige der damals
genutzten Turbinen blieben bis heute erhalten und sind u.a. im
Heimatmuseum von Skógar zu sehen. Bereits im Jahr 1899 brannten in
Reykjavík die ersten elektrischen Lichter in einzelnen Häusern und es
wurde diskutiert, ein flächendeckendes Stromnetz in der Stadt aufzubauen.
Doch erst im Jahr 1921 wurde im Elliðaár-Tal in unmittelbarer Nähe von
Reykjaviík das erste größere Wasserkraftwerk in Betrieb genommen. Seine
Kapazität reichte gerade aus, um die Einwohner der Hauptstadt mit Strom
für elektrische Beleuchtung zu versorgen. Durch den zunehmenden
Stromverbrauch der Haushalte und vor allem durch die Bemühungen,
energieintensive Industrie (z.B. Aluminiumwerke) durch günstige
Strompreise (ca. 0,04 Euro pro KWh) zur Ansiedlung zu bewegen, bestand
Bedarf an weiteren Kraftwerken. Obwohl die einzelnen Projekte gewaltige
Ausmaße haben, schätzen Experten, dass nur rund 15% der wirtschaftlich
nutzbaren Wasserkraft in Island auch tatsächlich genutzt wird.
Im Oktober 2003 wurden in
Reykjavik die ersten Brennstoffzellen-Busse in Dienst gestellt. Sie nutzen
Wasserstoff, aus dem mit Hilfe der Brennstoffzellen Strom für den
Elektroantrieb gewonnen wird, als Energieträger. Am isländischen
ECTOS-Projekt (Ecological City Transport System) beteiligen sich neben
Daimler-Crysler auch die Firmen Norsk Hydro und Shell. Ziel ist es
zunächst, praktische Erfahrungen beim Umgang mit Wasserstoff im
Straßenverkehr zu sammeln. Zu diesem Zweck wurde auch die weltweit erste
öffentlicher Wasserstofftankstelle eingerichtet.
Ab 2005 sollen etwa 30
Wasserstoffbusse in Reykjavik eingesetzt werden, in den folgenden Jahren
sollen die ersten Wasserstoffautos durch die Stadt rollen. Langfristig
wird der Weg in die emissionsfreie Wasserstoffwirtschaft führen, dieses
Ziel ist für das Jahr 2050 angepeilt. Um dieses Ziel zu erreichen, müssten
alleine für den isländischen Bedarf pro Jahr über 80.000 Tonnen
Wasserstoff erzeugt werden, der Strombedarf des Landes würde im Vergleich
zu 2003 um 50% steigen. Island ist allerdings ein ideales Testfeld für die
Erprobung der Wasserstofftechnologie, denn insgesamt würden sechs
Tankstellen ausreichen, um die gesamte Ringstrasse um die Insel zu
versorgen. Außerdem könnte der zur Wasserstofferzeugung benötigte Strom
komplett aus den regenerativen Energiequellen Wasserkraft und Erdwärme
gewonnen werden. Wasserstoff-Tankstelle in Reykjavik. Wasserstoff - der
pure Luxus? Eine Technik, die in Island funktionieren könnte, muss
andernorts nicht zwangsläufig ebenfalls erfolgreich sein. Die Auguren
werden trotzdem nicht müde, dem Wasserstoff als Energieträger eine goldene
Zukunft vorherzusagen und die Wasserstofflobbyisten sind in den Medien
gerne gesehene Gäste.
Bei genauerer Betrachtung des Themas ergeben sich
aber einige Fragen, die wir hier einmal aufgreifen möchten, um die
Wasserstoffeuphorie kritisch zu hinterfragen. Es ist zweifelsohne richtig,
dass Wasserstoff praktisch schadstofffrei verbrennt und als einziges
Abfallprodukt Wasser übrig bleibt. Die gilt sowohl für die heiße
Verbrennung in Motoren, als auch für die kalte Verbrennung z.B. in
Brennstoffzellen. Würde man also Wasserstoff als Treibstoff für Autos und
zum Beheizen von Gebäuden verwenden, wäre dies durchaus im Sinne einer
Verminderung des Kohlendioxidausstoßes und könnte erheblich dazu
beitragen, den Treibhauseffekt zu stoppen. Da Wasserstoff auch das
häufigste Element im Universum ist, sollte man annehmen, dass er niemals
knapp wird. Und selbst die technischen Herausforderungen bei der
Verwendung von Wasserstoff als Energieträger sind lösbar. Was also sollte
gegen die Verwendung von Wasserstoff als Energieträger der Zukunft
sprechen? Hier ist zunächst einmal anzumerken, dass Wasserstoff auf der
Erde nur in sehr geringer Menge als Wasserstoffgas (H2) vorkommt, in der
Regel liegt er in chemisch gebundener Form, z.B. als Wasser (H2O) vor. Um
Wasserstoff als Energieträger verwenden zu können, muss er folglich
zunächst aus den chemischen Verbindungen gelöst werden und dieser Prozess
erfordert mindestens die Energiemenge, die später bei der Verbrennung des
Wasserstoffs wieder frei wird. Wasserstoff ist also im Gegensatz zu Erdöl,
Erdgas, Kohle, Uran, Wasserkraft und Erdwärme kein Primärenergieträger,
sondern lediglich eine Möglichkeit, Energie zu speichern.
Die
Welt-Jahresproduktion für frei am Markt verfügbaren Wasserstoff betrug im
Jahr 2003 rund 600 Millionen Kubikmeter - dies entspricht gerade einmal
dem Energiegehalt von etwa 2.000 Tonnen Benzin! Der größte Teil davon wird
derzeit noch durch Aufspaltung von Erdgas gewonnen, dabei wird in
erheblichen Mengen klimaschädliches CO2 freigesetzt. Eine Alternative wäre
die thermische Spaltung von Wasser in Hochtemperatur-Kernreaktoren -
zumindest in Deutschland ist diese Alternative politisch aber nicht
durchsetzbar. Auch der Produktion von Wasserstoff aus Biomasse wird wegen
der geringen Menge verfügbarer Biomasse nur ein Nischendasein vergönnt
sein. Bleibt als einzige realistische Alternative, den Wasserstoff durch
elektrolytische Spaltung von Wasser mit Hilfe von Strom zu gewinnen. Der
dazu erforderliche Strom sollte natürlich aus regenerativen Quellen und
nicht aus Kohle- oder Gaskraftwerken stammen.
Derzeit stammt in
Deutschland lediglich ein Anteil von 8% aus regenerierbaren Quellen. Der
Strom muss zur Produktion von Wasserstoff zunächst von Gleichstrom
umgewandelt werden. Dabei treten Verluste von ca. 7% auf. Bei der
elektrolytischen Herstellung gasförmigen Wasserstoffs mit Hilfe des
Gleichstroms liegt der Wirkungsgrad bei ca. 65%. Um den Wasserstoff
transportfähig zu machen, muss er unter Einsatz von weiterer Energie
verflüssigt werden, dann unter erneutem Einsatz von Energie zum
Verbraucher transportiert werden. Wird aus dem Wasserstoff dann z.B. mit
Hilfe von Brennstoffzellen in Fahrzeugen wieder Strom gewonnen, kommt es
zu weiteren Verlusten. Insgesamt gesehen gehen 75% der ursprünglich
vorhandenen Energie verloren, die Stromausbeute über die Zwischenstufe
Wasserstoff liegt bei gerade einmal 25%. Wird der Strom ohne die
Zwischenstufe Wasserstoff ins Netz eingespeist und an der Steckdose
genutzt, liegt der Verlust nur bei 10%.
Die Begründung einer
Wasserstoffwirtschaft auf dieser Basis wäre also nicht nur
volkswirtschaftlicher Unsinn, sondern eine Energieverschwendung nie da gewesenen Ausmaßes! Ein gangbarer Weg wäre vielleicht die Synthese von
Kohlenwasserstoffen aus Wasserstoff und nachwachsenden Kohlenstoffquellen
(Biomasse). Kohlenwasserstoffe haben bei vergleichbarem Volumen nicht nur
eine wesentlich höhere Energiedichte, als Wasserstoff, sondern auch die
Energieverluste wären deutlich geringer.
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