Machbarkeit Tunnelwassernutzung Alptransit Gotthard Süd

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 47977

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0035;Geothermie

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Abklärung des Abnehmerpotenzials (technisch und wirtschaftlich) für Tunnelwassernutzung aus AlpTransit Gotthard-Basistunnel.

Schlussbericht (Deutsch)

Das im Basistunnel anfallende Bergwasser wird vom Betriebswasser getrennt abgeleitet. Die Prognose der AlpTransit Gotthard AG(Stand 5.2.2002) geht am Portal Nord von 60-555 Liter Bergwasser pro Sekunde aus, bei einer Temperatur von 30-34 °C. Aufgrund der Einleitbedingungen kann das Bergwasser ohne Abkühlung bis zu einem Abfluss von 170L/s in die Reuss geleitet werden. Die kritische Zeit ist der Winter, mit geringem Fliessgewässer-Abfluss und niedriger Wassertemperatur. Die Temperatur der Reuss darf sich nach der Bergwasser-Einleitung um max. 1.5°C erhöhen. Es bieten sich nachstehende Nutzungsmöglichkeiten für Bergwasser an: ??Nahwärmeversorgungen mit Wärmepumpen ??Einzelwärmepumpen ??Gewächshäuser, Fischzucht, Pilzzucht Die Studie zeigt, dass die Bergwassernutzung in erster Priorität auf den Portalbereich und die Gemeinde Erstfeld verstärkt weiter verfolgt werden soll. Bezogen auf den unteren Prognosewert (33'000 MWh/a) beträgt mit 8'380 MWh/a der ausgewiesene mögliche Bergwassernutzungsgrad 26%. Im Winter ergibt das einen erforderlichen Bergwasservolumenstrom am Portal von max. 40 Liter/s. Der Anteil zu Heizzwecken für Einzelanschliesser mit Wärmepumpenanlage beträgt dabei 26 Liter/s. Die Wärmegestehungskosten der betrachteten Nahwärmeversorgung Erstfeld liegen zwischen 8.6 und 13.6 Rp/kWh verkaufter Wärme. Für einen Einzelanschliesser (Mehrfamilienhaus) ergeben sich Wärmegestehungskosten von 9.5 Rp/kWh. Nicht berücksichtigt sind Förderbeiträge. Der Bezugspreis für Elektrizität für die Wärmepumpen liegt gegenwärtig bei 13.4-15.5 Rp/kWh. Einfluss Strompreis siehe Kapitel 7.10 Mit der Bergwassernutzung wird fossiler Brennstoff (Heizöl) eingespart. Die Reduktion der CO2-Emissionen, bezogen auf Erstfeld, beträgt ca. 2'400 To/a (-74%). Dies ist ein Beitrag zu „Energie Schweiz“. Grundwasser kann durch wärmeres Bergwasser ersetzt werden, der Stromverbrauch von Wärmepumpenanlagen (bisher Grundwasser) wird gesenkt. Ein möglicher Zeitplan für die Realisierung, offene Fragen und weiteres Vorgehen ist im Kapitel 8 aufgezeigt. Fazit: Die Bergwassernutzung ist möglich und wirtschaftlich. Politische Weichenstellungen sind notwendig (Nutzung in erster Priorität auf dem Gemeindegebiet Erstfeld, Kapitel 8.2). Aktualisierte und genauere Bergwasserprognosen sind auf 2009 zu erwarten. Es besteht eine hohe Sensitivität der Wärmegestehungskosten mit dem Strompreis und mit dem Anschlussgrad. Betreffend Bergwasserabkühlung und/oder thermische Nutzung des Bergwassers muss das Gespräch mit der AlpTransit Gotthard AG weitergeführt werden.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Gruneko AG

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Dups,Charles

Zugehörige Dokumente

• Wärmenutzung Tunnelwasser Basistunnel Gotthard, Südportal | Machbarkeitsstudie Phase II. - Schlussbericht (low res.) [PDF] 1'329 kB
• Wärmenutzung Tunnelwasser Basistunnel Gotthard, Südportal - Machbarkeitsstudie Phase II - Schlussbericht (high res.) [PDF] 5'421 kB

Schlussbericht (Englisch)

The mountain water at the basis of the tunnel is drained off separately from the industrial water. The prognosis of the AlpTransit Gotthard AG (version 5.2.2002) assumes a flow rate at the northern portal of 60'555 litres of mountain water per second at a temperature of 30 - 34 °C. Because of the induction conditions the mountain water can be directed without additional cooling up to a discharge rate of 170 l/s into the Reuss. The critical time is winter, with low running water discharge and low water temperature. The temperature of the Reuss may warm up to a maximum of 1.5 °C after the mountain water induction. Following utilization options of the mountain water are possible: district heating systems with heat pumps single heat pumps greenhouses, fish cultivation, mushroom cultivation The study shows that the mountain water utilization has to be pursued further in first priority at the portal area and within the municipality of Erstfeld. Referring to the lower prognosis value (33'000 MWh/a) the possible efficiency factor of the mountain water is 26% with 8'380 MWh/a. Hence, the required mountain water volume flow at the portal is max. 40 l/s. Single heat pumps require for their use of energy production a rate of 26 l/s. The heat generation costs of the viewed district heating system Erstfeld are somewhere between 8.6 and 13.6 Rp/kWh. The resulting heat generation costs to a single consumer (i.e. apartment building) are 9.5 Rp/kWh. Additional sponsoring is not reflected in the above price calculation. The purchase price of electricity for heat pumps is currently at 13.4 - 15.5 Rp/kWh. Influence on electricity tariff see chapter 7.10. With the utilization of mountain water fossil fuel (oil) will be reduced. The reduction of CO2 emissions, referring to Erstfeld, is about 2'400 To/a (- 74%). This is a contribution to "Energie Schweiz". Ground water can be replaced by warmer mountain water and the electricity consumption of heat pumps (up to now ground water) will be reduced. A possible realisation schedule, open questions and further procedure is shown in chapter 8. Conclusion: The utilization of mountain water is possible and economical. Political position of points will be necessary (utilization in first priority in the municipal area of Erstfeld, chapter 8.2). Updated and more specific mountain water prognoses are being expected for 2009. There is a high sensitivity of the heat generation costs with the electricity tariff and the number of consumers. The concerns in regard to the cooling of mountain water and/or thermic utilization of mountain water the dialogue with AlpTransit Gotthard AG has to be continued.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Gruneko AG

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Dups,Charles