Stuttgart 21

Bis 1908 wurde aufgrund dieser Probleme auch das Londoner U-Bahn-Netz vollständig elektrifiziert. Im Falle der britischen Hauptstadt half auch das nur bedingt, denn auch Elektrofahrzeuge erzeugen Abwärme durch Motoren und Bremsen, dazu kommt die der Zugpassagiere und Wartenden. So hat sich das "Underground"-Netz in seinen nunmehr rund 160 Jahren immer mehr aufgeheizt und tut es weiterhin – was zu Temperaturen von bis zu 40 Grad Celsius in den Tunneln geführt hat. 

Allerdings gibt es mittlerweile Ansätze, dies zu nutzen: Im Londoner Stadtteil Islington werden durch die Abwärme aus der U-Bahn über ein lokales Wärmenetz rund 1.300 Haushalte mit Heizleistung und warmem Wasser versorgt. Ähnliche Projekte gibt es weltweit immer häufiger.

Rosensteintunnel heizt Elefantenhaus

Auch in Stuttgart. So soll mit Abwärme aus dem Rosensteintunnel, einem knapp 1,3 Kilometer langen Straßentunnel, der seit März 2022 in Betrieb ist, das neue Elefantenhaus der Wilhelma beheizt werden. Bis es soweit ist, wird es noch etwas dauern – der Baubeginn des Elefantenhauses war erst Anfang dieses Jahres, fertig sein soll es 2030. Beteiligt an diesem Projekt war das Institut für Geotechnik der Universität Stuttgart, dessen Leiter Christian Moormann zu den Koryphäen zählt, wenn es um die thermische Nutzung von Tunneln geht. Bereits 2010 untersuchten Moormann und seine Institutskolleg:innen dies anhand der Stuttgarter Stadtbahnlinie U6. Und kamen zum Ergebnis: Pro Quadratmeter Tunnelwand könnten 30 bis 40 Watt Wärmeenergie gewonnen werden.

Die Technik dabei: In die Tunnelschale werden sogenannte Absorberleitungen eingebaut, was man sich laut Moormann in etwa wie eine "invertierte Fußbodenheizung" vorstellen darf: Statt Wärme freizugeben, wird sie mithilfe der Leitungen aus der Luft im Tunnel und dem umgebenden Erdreich gezogen.

Hat die Bahn nun recht?

Wie die Aussagen aus dem Bahn-Video zum Stuttgarter Tiefbahnhof zu bewerten sind, da ist Moormann allerdings zurückhaltend. Grundsätzlich sei es so, gibt er zu bedenken, "dass Verkehrstunnel das Potenzial für beides haben", für Wärmenutzung und Kühlung. Für Letzteres nennt er als Beispiel den Grenztunnel Füssen an der deutsch-österreichischen Grenze, ein Projekt, an dem er und sein Institut beteiligt waren: Dort wird kaltes Bergwasser durch Rohrleitungen gepumpt und kühlt zum einen den Betriebshof des Tunnels, zum anderen kühlt es im Sommer die Fahrbahn, um Spurrillen zu vermeiden, und wärmt sie im Winter, um Eisbildung vorzubeugen.

Eine entsprechende Kühlung durch Wasserleitungen wird in den Stuttgarter Tunneln allerdings nicht umgesetzt, das wäre wegen des bei Wasserkontakt quellfreudigen Gesteins Anhydrit auch kritisch gewesen, sagt Moormann. Ohne eigene Untersuchungen und die Kenntnis aller Parameter will er sich jedoch kein abschließendes Urteil zu den künftigen Bahnhofstemperaturen erlauben. Die Stuttgart-21-Tunnel wie etwa der lange Fildertunnel seien "anders zu bewerten als ein Stadtbahn-Tunnel, durch den alle zehn Minuten eine Bahn fährt, und anders als ein Straßentunnel mit schwerem Lkw-Verkehr". Plausibel für ihn ist, dass die Temperaturen im Fildertunnel recht konstant sein werden, ob die dann tatsächlich bei 15 Grad liegen, wie die Bahn nahelegt, mag er nicht bewerten. Aber auf jeden Fall sei beim Fildertunnel die Wärme aus der Tiefe nicht so ein Thema wie bei den langen und tief gelegenen Basistunnel durch die Alpen. 

Was im Gegensatz dazu klar ist: Die Technik, um Wärme aus Tunneln zu nutzen, ist vorhanden und ausgereift, wie Moormann betont. Theoretisch hätte sie auch für Stuttgart 21 genutzt werden können, wo immerhin knapp 60 Kilometer neue Tunnel entstanden sind. Doch hierfür sei die Technik zu spät gekommen, seien die Planungen schon zu weit fortgeschritten gewesen.

Tatsächlich hatten Moormann und sein Institut auch einmal mit einem Teil des Projekts zu tun: Für das geplante Rosenstein-Quartier hatten sie energetische Studien gemacht, untersucht, wie sowohl die darunter laufenden neuen Bahntunnel als auch Abwasserkanäle für das Viertel thermisch genutzt werden könnten. "Da gab es auch Überlegungen, die damals noch im Bau befindlichen Tunnel zu nutzen", sagt Moormann, aber umgesetzt wurde das nicht mehr. "Der Vertrag für den Bau war schon vergeben, und dann war es schwierig."

Pfaffensteigtunnel: Wärmenutzung war angedacht

Nun hat sich Stuttgart 21 als munter weiterwucherndes Projekt erwiesen, und bei den ursprünglich geplanten Tunneln ist es nicht geblieben. Noch nicht wirklich begonnen haben etwa die Bauarbeiten für den Pfaffensteigtunnel, über den dereinst die aus Richtung Zürich kommende Gäubahn an den Tiefbahnhof angeschlossen werden soll. Laut Plan soll er 2033 fertig werden, was angesichts der Erfahrung mit anderen Bahnprojekten von vielen bezweifelt wird, und verbreitete Zweifel gibt es zudem an seiner grundsätzlichen Sinnhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit – doch das ist ein anderes Thema.

Würde er fertiggebaut, wäre er der längste Bahntunnel Deutschlands, zwei Röhren mit jeweils rund elf Kilometer Länge. Hier sei Anfang 2025 tatsächlich über eine Nutzung zur Wärmegewinnung nachgedacht worden, erzählt Moormann. "Es gab die Überlegung, mittels der Integration von Absorbern in der Tunnelschale städtische Gebäude in Leinfelden-Echterdingen energetisch zu versorgen." Moormann und das Geotechnik-Institut waren involviert, um das Potenzial abzuschätzen und kamen zum Ergebnis: "Das wäre technisch gut machbar und würde sich auch gut tragen." Aber: "Ob das weiterverfolgt wurde, entzieht sich meiner Kenntnis." Eine Kontext-Anfrage bei der Deutschen Bahn bringt Klarheit: "Zu einer möglichen geothermischen Nutzung des Pfaffensteigtunnels gab es einen intensiven Austausch mit der Stadt Leinfelden-Echterdingen", so ein Bahnsprecher. Doch die Stadt habe schließlich entschieden, "das Thema nicht weiterzuverfolgen".