Heisser Asphalt – und was er mit Wärmepumpen zu tun hat
Solarpreis 2025 für die EW Wald AG
Der Neubau der EW Wald AG wurde mit dem Solarpreis 2025 ausgezeichnet. Energieingenieur Daniel Diggelmann erklärt, was es damit auf sich hat.
«Nachhaltig», «innovativ», «eindrucksvoll» und «schweizweit einzigartig»: Mit diesen Adjektiven beschreibt die Jury des Schweizer Solarpreises das Betriebsgebäude der EW Wald AG. 2023 hat der gemeindeeigene Energieversorger den Neubau im Bleiche-Areal bezogen.
Die EW Wald AG beliefert die rund 10’000 Einwohnerinnen und Einwohner von Wald mit Strom. Sie befindet sich zu 100 Prozent im Besitz der Politischen Gemeinde. Das neue Betriebsgebäude erfüllt die höchsten energetischen Ansprüche und ist Minergie-A-zertifiziert. Das bedeutet, dass es gleichviel Strom produziert, wie es jährlich verbraucht.
Möglich machen es Solarpanels, wohin man blickt: Das Dach, die Fassade und sogar die Dachterrasse produzieren Solarstrom: Auf der grosszügigen Terrasse im dritten Stock bestehen das Vordach, das Geländer und sogar Teile des Bodenbelags aus Solarpanels. Mit der Sonnenenergie werden sämtliche Stromverbraucher im Gebäude betrieben, unter anderem zwei Wärmepumpen mit insgesamt sechs Erdsonden, die 230 Meter in die Tiefe gebohrt wurden.
Den Solarpreis 2025 hat die EW Wald AG aber weder für die PV-Anlage noch für den Minergie-A-Standard erhalten. Sonnenkollektoren sind heute Standard bei Neubauten, und Minergie-zertifiziert sind rund 56’000 Gebäude in der ganzen Schweiz. Gut 1400 haben den Minergie-A-Standard und sind auf diese Weise ihre eigenen Kraftwerke.
Was das Betriebsgebäude aussergewöhnlich und wegweisend macht und wofür die EW Wald AG mit dem «Sondersolarpreis – Innovation» ausgezeichnet worden ist, befindet sich gut verborgen in der Strasse rund um das Haus: Es ist ein sogenannter Asphaltkollektor.
Dieser Kollektor ist in 17 Teilflächen mit einer Gesamtfläche von 262 Quadratmetern aufgeteilt. Die Konstruktion ist denkbar einfach: Technisch sind diese 17 Flächen rund um den Neubau nichts Weiteres als Kunststoffrohre unter dem Asphalt, in denen Wasser zirkuliert. Insgesamt wurden rund 1200 Meter Rohr verlegt.
Es handelt sich dabei um ein Pilotprojekt gemeinsam mit dem Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft (Awel) des Kantons Zürich. «Das Awel war auf der Suche nach einem Neubauprojekt, um zu untersuchen, ob Asphaltkollektoren dazu dienen können, Erdsonden zu regenerieren», erklärt Daniel Diggelmann.
Diggelmann leitet seit 2021 eine Tochtergesellschaft der EW Wald AG mit dem Namen e3hus GmbH, die sich mit Energieberatung und Elektro-Sicherheitskontrollen beschäftigt. In dieser Funktion war der Energieingenieur an der Planung des neuen Gebäudes massgeblich beteiligt.
Die Schwäche der Erdsonden-Wärmepumpe
Dazu muss man wissen, dass Erdsonden-Wärmepumpen energieeffizienter sind als Luft-Wasser-Wärmepumpen, aber auch eine Schwäche haben: Ältere, falsch dimensionierte Erdsonden können nach 20 bis 30 Jahren auskühlen, insbesondere bei dichter Anordnung. Damit ist ein effizienter Betrieb der Wärmepumpen nicht mehr möglich und noch schlimmer, es besteht die Gefahr von Frostschäden am Gebäude und erfordert die Stilllegung der Erdsonde.
Dieses Problem haben zurzeit viele private Hausbesitzer, die vor oder um die Jahrhundertwende zu kurze Erdsonden bohren liessen. Zudem kommt es zukünftig in dicht besiedelten Gebieten zusätzlich zu «Dichtestress» im Boden, da immer mehr fossile Heizungen durch Wärmepumpen ersetzt werden und so mit den Nachbarsonden um Erdwärme konkurrieren.
Bei der Planung des neuen Betriebsgebäudes der EW Wald AG wurden die Erdsonden entsprechend der heutigen Norm richtig dimensioniert und gebaut. Dank der Asphaltkollektoren können diese Erdsonden in den Sommermonaten, wenn das Gebäude nicht geheizt werden muss, regeneriert werden: Das Wasser erhitzt sich unter der aufgeheizten Asphaltschicht und wird in die Sonden geleitet.
Sogar die Fachleute staunten
Im Pilotprojekt wurden die Regenerationsphasen in den Sommern 2023 und 2024 untersucht. Das Resultat erstaunte selbst die Fachleute: Diese hatten aufgrund von Simulationen einen Ertrag von 120 Kilowattstunden pro Quadratmeter Asphalt erwartet. Die tatsächliche Leistung betrug jedoch fast doppelt so viel, nämlich 200 kWh/m2.
Der Unterschied erklärt sich dadurch, dass die Kunststoffrohre nicht direkt in den Asphalt, sondern in eine separate Mörtelschicht eingegossen wurden. Damit wird die Wärmeleitung erhöht, und der Asphalt kann zudem beim Rückbau einfach rezykliert werden. «Der Kollektor funktioniert super. Insgesamt übersteigt der Wärmegewinn im Sommer den Wärmebezug in den Wintermonaten. Anstelle der sechs Erdsonden hätten mit der Regeneration auch vier Erdsonden gereicht», stellt Diggelmann zufrieden fest.
Die Ingenieure stellten noch einen weiteren, durchaus spannenden Nebenaspekt des Asphaltkollektors fest: Weil sich das Wasser in den Kunststoffrohren unter dem Asphalt erhitzte, entzog es dem Strassenbelag Wärme. Die Temperatur über dem Kollektor war an heissen Tagen um fünf Grad tiefer als auf den normalen Strassenabschnitten. Diggelmann: «Die Technologie hilft damit, die Umgebung zu kühlen.» Auch das ist – gerade im dicht bebauten Gebiet – eine gute Nachricht.
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