Die Möglichkeit, Wärmeenergie aus unterirdischen Infrastrukturen wie Tunneln und U-Bahn-Stationen zu beziehen, bietet möglicherweise ein erhebliches Potenzial zur Reduzierung der Kohlendioxidemissionen beim Heizen und Kühlen sowie zur Reduzierung der Kosten, die mit speziellen Bohrungen für herkömmliche Erdsysteme verbunden sind. Dies bleibt jedoch ein Nischenansatz mit wenigen kommerziellen Projekten weltweit, was teilweise auf hohe Anfangskosten, lange Amortisationszeiten, technische Unsicherheiten und die Notwendigkeit zurückzuführen ist, Baurisiken und Verzögerungen zu minimieren. Um zur Bewältigung dieser Herausforderungen beizutragen, wurden das Energieressourcenpotenzial, technische und wirtschaftliche Hindernisse sowie Möglichkeiten zu deren Überwindung für Tunnel unter Manchester und Crewe untersucht, die im Rahmen des HS2-Eisenbahnbaus Phase 2b vorgeschlagen wurden. Es wurde eine lohnenswerte thermische Ressource geschaffen und die Begeisterung für die Nutzung der Energie durch den Infrastrukturentwickler und Dritte in der Umgebung geweckt. Es wird der wirtschaftliche Fall dargelegt, der die finanzielle Rentabilität beweist, jedoch mit erheblicher Unsicherheit aufgrund der künftigen Marktbedingungen verbunden ist. Dies zeigt die Notwendigkeit eines unterstützenden politischen Umfelds für die Zukunft, um die Nutzung aller verfügbaren Wärmequellen zu fördern.
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Unterirdische Infrastrukturanlagen wie Gebäudefundamente, Tunnel, U-Bahn-Stationen und Abwassersysteme können neben ihrer Hauptfunktion auch zur Wärmegewinnung und -speicherung genutzt werden (Lagoeiro). et al., 2019; Meibodi und Loveridge, 2021). Diese sogenannten „Energie-Geostrukturen“ fungieren als unterirdische Wärmetauscher. Vorbehaltlich geeigneter betrieblicher Temperaturgrenzen kann dies die unterirdische Speicherung von Abwärme aus der Kühlung im Sommer und die anschließende Entnahme dieser Wärme aus dem Boden im Winter zur Wärmeerzeugung erleichtern. Energiegeostrukturen können auch die Dekarbonisierung von Heizung und Kühlung unterstützen, indem sie den Zugang zu Boden- und Umweltwärmeenergiequellen ermöglichen, die sonst technisch oder wirtschaftlich nicht zugänglich wären (Loveridge). et al., 2022). Da sie den Bedarf an speziellen Bohrungen und speziellen Erdwärmetauschern überflüssig machen, können Energiegeostrukturen Möglichkeiten bieten, die Kapitalkosten zu senken, die für den Zugang zu oberflächennaher Geothermie erforderlich sind (Anis Akrouch et al., 2020; Loveridge et al., 2020; Lu und Narsilio, 2019). Energietunnel sind eine Art Energiegeostruktur – dabei werden Wärmeübertragungsrohre typischerweise während des Baus in die Tunnelauskleidung eingebettet, um der Erde um die Tunnel herum und aus dem Inneren der Tunnel selbst Wärmeenergie zu entziehen (Adam und Markiewicz, 2009; Franzius und Pralle, 2011).
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