Geothermische Weichenheizung

Eisenbahnweichen werden heute aus Sicherheitsgründen im Winter beheizt, um auch bei Schnee und Eis einen ordnungsgemäßen Betrieb zu ermöglichen. In der Regel werden dafür elektrische Widerstandsheizungen oder Gasbrenner eingesetzt. Der gesamte Energieverbrauch der Anlagen, inklusive der des Nahverkehrs und der nicht zur DB AG gehörigen Eisenbahnen, beträgt allein in Deutschland im Mittel ca. 200 GWh pro Saison. Bei der benötigten Elektrizität handelt es sich um eine saisonale Last, die zu einem erheblichen Teil aus Spitzenlast besteht. In Deutschland müssen ca. 900 MW installierte Leistung für diese Anlagen vorgehalten werden.

Das Forschungsprojekt “Umweltinerte, emissionsfreie und autarke Niedertemperaturweichenheizung” hat zum Ziel, ein neuartiges Weichenheizsystem zur Nutzung oberflächennaher geothermischer Energie zu entwickeln, um damit die konventionellen Systeme zu ersetzen. Dazu wird Wärme aus dem Untergrund mit einem CO2-Thermosiphon entnommen, der aus einer CO2-Erdwärmesonde und einem Kondensator, welcher an der Weiche montiert wird, besteht.

Um das System wirtschaftlich umsetzen zu können, muss für die Wärmeübertragung vom Erdreich bis an die Weiche eine sehr geringe Temperaturdifferenz von nur wenigen Kelvin genügen. Bezogen auf die Heizfläche ist dafür eine spezifische Leistung von bis zu 1000 W/m² erforderlich. Darin liegt die wesentliche Herausforderung des vollkommen regenerativen Heizsystems.

Im Rahmen des bereits abgeschlossenen Projektes „Umweltinerte und emissionsfreie Niedertemperatur Weichenheizung“ erfolgte die Entwicklung des Gesamtsystems und seiner für die Planung notwendigen Auslegungswerkzeuge. Die erste geothermische Weichenheizung mit CO2 als Wärmeträger wurde 2010 geplant und im Januar 2011 gebaut. Bei insgesamt positiven Betriebserfahrungen verfügt das System noch über Optimierungspotenzial. Die nächste Projektphase hat zum Ziel, die Kondensatoren zu verbessern, mehrere Pilotanlagen zu errichten und diese messtechnisch zu begleiten.

 

Ansprechpartner

Dipl.-Phys. Lars Staudacher 
Tel.: +49 89 329442-30 
E-Mail: Lars.Staudacher@zae-bayern.de 

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