Geothermie: Verbesserung der Effizienz durch Wasseraufbereitung

Dank der anhaltenden Energiekrise rückt das Potenzial alternativer Wärmequellen, insbesondere geothermischer Wärmepumpen, immer mehr in den Vordergrund. Die Wasser- und Bodenverhältnisse in mindestens 30 % der Schweizer Regionen schaffen jedoch Bedingungen, die die Effizienz solcher Anlagen gefährden und zu kostspieligen Wartungs- und Betriebsunterbrechungen führen.

Eine nachhaltige Lösung gab es bisher nicht. Nun hat das Walliser Unternehmen AQUA4D gezeigt, dass seine innovative Wasseraufbereitung diese Probleme in der Geothermie lösen und den grünen Wandel in der Energieversorgung des Landes beschleunigen kann.

Biofilm und Eisenbakterien: eine kleine Bedrohung, die große Probleme verursacht

Im Gegensatz zu den geschlossenen Kreisläufen von Heizungsanlagen wird bei oberflächennahen Wärmepumpen ständig neues Wasser - und damit neue Bakterien und Mineralien - aus dem Grundwasser entnommen und in einen Wärmetauscher geleitet. Dies kann zu Ablagerungen führen, die das gesamte System außer Betrieb setzen können.

Vor allem in Gebieten, in denen Eisen oder Mangan im Boden vorhanden ist, wird dies bei der Grundwasserentnahme eingebracht. Wenn es oxidiert wird, zieht es bestimmte Bakterien an - es entstehen problematische Biofilme und Schlämme, die sich oft exponentiell verschlimmern. Bislang war eine kostspielige Wartung erforderlich, die Arbeitsstunden und Betriebsunterbrechungen erforderte.

Hinzu kommt, dass beim Zurückleiten des Wassers in den Untergrund bakterielle Ablagerungen und Gülle den Boden verstopfen, so dass es schwierig wird, das Wasser wieder in den Boden zu bringen. Um eine Verschmutzung des Grundwassers zu vermeiden, ist der Einsatz von Chemikalien verboten. Daher hat die Industrie verzweifelt nach einer nachhaltigen Lösung gesucht - und endlich gibt es eine.

Was sind diese Auswirkungen? Dank der Veränderung der Wasserstruktur durch die Technologie können sich Bakterien und Ablagerungen nicht mehr ablagern und bleiben nicht an den Rohrleitungen oder Systemen haften. Durch die kontinuierliche Behandlung - welche selbst nur sehr wenig Strom verbraucht - wird das gesamte System auf Dauer sauber gehalten. Ohne eine solche Behandlung können Ablagerungen innerhalb weniger Wochen zu Verstopfungen führen.

Für mehrere Kunden in der ganzen Schweiz bedeutet dies einen unterbrechungsfreien Betrieb über Jahre hinweg - und spart damit nicht nur Wartungsaufwand, sondern auch Energie und Kosten.

Fallstudie: FANUC (Industrie)

Mehrmals im Jahr rückte ein Team der Pärli AG aus, um die Wärmetauscher bei FANUC zu reinigen, da die Grundwasserwärmepumpe zu wenig Durchfluss und Störungsmeldungen aufwies. "Wir mussten die Plattenwärmetauscher demontieren und mit Hochdruckwasser reinigen", berichtet Pärli-Teamleiter Pascal Schatt. "Jedes Mal waren sie komplett mit Eisenbakterien verstopft." Das Team versuchte es mit chemischer Reinigung, Wasserhochdruck und mechanischer Reinigung - ohne großen Erfolg.

Nach Rücksprache mit den AQUA4D®-Technikern wurden zwei Behandlungseinheiten 360G-B in die Grundwasserzuleitung von FANUC eingebaut und in Betrieb genommen. "Das Ergebnis war absolut erstaunlich", berichtet Schatt. "Wir wurden einfach nicht mehr gerufen!" Nach rund eineinhalb Jahren störungsfreiem Betrieb wurden die Platten und der Filter zur Inspektion ausgebaut. "Wir staunten erneut: Alles war sauberer als beim Einbau, sogar glänzend!"

Fallstudie: Brigerbad (Wohnungen)

Dieses neue Wohngebäude im Wallis wurde mit einer geothermischen Anlage für die Heizung im Winter und die Kühlung im Sommer ausgestattet, die für einen ganzjährigen Betrieb vorgesehen war. Kurz nach der Installation wurde die Anlage durch Eisenbakterien verstopft, was zu einem vorübergehenden Ersatz durch einen energieintensiven Elektrokessel führte. Ende 2021 wandte sich der Kanton Wallis an AQUA4D, um diese Technologie zu testen, die dann im Januar 2022 installiert wurde.

Das Projekt wurde genau verfolgt, und die Daten zeigten, dass es keine Schwankungen mehr gab und die Temperatur über drei Monate hinweg konstant bei 47 Grad lag - was zeigt, dass AQUA4D dazu beiträgt, die Temperatur zwischen ein- und ausströmendem Wasser stabil zu halten.

Der beratende Ingenieur von WELATEC erklärt: "Wir können feststellen, dass sich die Situation massiv verbessert hat und es keine Probleme mehr gibt. Seit der Installation musste der Wärmetauscher nie wieder gereinigt werden. Die Sanierung mit AQUA4D kann also als voller Erfolg bezeichnet werden."

AQUA4D: Beschleunigung der Einführung der Geothermie

Hartes Wasser in Verbindung mit ungünstigen mineralischen Bedingungen verhinderte bisher in bis zu einem Drittel des Landes die Nutzung oberflächennaher geothermischer Energie. In diesen Gebieten konnten Erdwärmetauscher nicht ohne vorsrogliche und teure Wartungsüberlegungen eingesetzt werden.

Mit der erfolgreichen Wasseraufbereitung bei verschiedenen Arten von geothermischen Anlagen trägt AQUA4D® dazu bei, den Weg für eine breitere Akzeptanz nachhaltiger Wärmepumpen zu ebnen. Und angesichts der steigenden Energiekosten, die einen ungemütlichen Winter androhen, gab es noch nie einen besseren Zeitpunkt dafür.