Geothermie 15.03.2013, 13:59 Uhr

Nutzwärme aus dem Bergbau hat Zukunft

2018 werden in Deutschland die letzten Steinkohlenbergwerke stillgelegt. Aber die Pumpen müssen weiterlaufen. So wird nach Wegen gesucht, das Grubenwasser kreativ zu nutzen. Stillgelegte Bergwerke bergen ein hohes geothermisches Potenzial. Je nach Tiefe können Temperaturen von mehr als 60 °C anstehen. Mit den weit verzweigten Grubengebäuden und Schachtanlagen stehen unter Tage nahezu fertig erschlossene Wärmetauschersysteme mit sehr großen Volumina zur Verfügung.

Die Zeit der "Kumpel" ist in deutschen Bergwerken bald vorbei. Trotzdem werden die gigantischen Gruben nicht ungenutzt bleiben, denn in ihnen schlummert ein hohes geothermisches Potenzial.

Die Zeit der "Kumpel" ist in deutschen Bergwerken bald vorbei. Trotzdem werden die gigantischen Gruben nicht ungenutzt bleiben, denn in ihnen schlummert ein hohes geothermisches Potenzial.

Foto: dpa

Das gängige Rückbaukonzept von Bergwerken sieht die Flutung der Anlagen vor. Deshalb können diese mit relativ geringem Aufwand für eine weiterführende Nutzung als hydrothermale Lagerstätten angepasst werden.

Jährlich werden im Ruhrgebiet 100 Mio. m3 Grubenwässer gehoben – ein Vielfaches der Kohlenförderung. So ist gerade im Revier die geothermische Nutzung von Grubenwässern bedeutsam. Hier stehen zahlreiche aufgelassene Grubenbaue in unmittelbarer Nachbarschaft großer Wärmeabnehmer.

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Ältestes Beispiel ist die Zeche Heinrich in Essen, wo bereits seit 1984 das 22 °C warme Grubenwasser aus der Wasserhaltung des Schachtes 3 zur Wärmeversorgung eines angrenzenden Seniorenheims Verwendung findet.

Bergwerk: Großprojekt in Bochum-Werne

Nun wurde in Bochum-Werne ein größeres Projekt umgesetzt. Allein am Schacht Arnold des bereits 1968 stillgelegten Bergwerks Robert Müser müssen 10 Mio. m3 Grubenwasser jährlich abgepumpt werden. Dies wird jetzt als Energiequelle für Heizungen und sanitäre Anlagen in Schulen genutzt.

Die Stadtwerke Bochum investierten 1,2 Mio. € in dieses Projekt, 500 000 € kamen als Fördersumme vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Rahmen der Forschungsinitiative „EnEff:Wärme“, mit der energieeffiziente Wärme- und Kältenetze gefördert werden sollen.

35 % Ersparnis des eingesetzten Erdgases

Die Stadt will mit der Grubenwasserheizung 35 % des zuvor in zwei nahen Schulen und einer Feuerwehrwache eingesetzten Erdgases einsparen. Dadurch sollen 245 t CO2 jährlich weniger emittiert werden. Die aus dem Bochumer Pilotprojekt gewonnenen Erfahrungen könnten dann auf andere stillgelegte Zechen übertragen werden, ist RAG-Technikvorstand Jürgen Eikhoff überzeugt.

Das Wasser wird aus einer Tiefe von 570 m gefördert. Ein Wärmetauscher überträgt die Wärme auf einen Zwischenkreislauf. Dieser ist notwendig, weil das Grubenwasser mit Salzen und Mineralstoffen belastet ist. Wärmepumpen und ein Blockheizkraftwerk sollen die Technik unterstützen, so dass die Temperaturen für Schwimmbecken und Duschen auf bis zu 50 °C angehoben werden können.

Die RAG erhält von den Stadtwerken Bochum keine finanzielle Gegenleistung, weil sie das Grubenwasser ohnehin abpumpen muss, um Umweltschäden zu verhindern. Diese sogenannten Ewigkeitskosten müssen nach Auslaufen des Bergbaus weiter von der RAG getragen werden.

Erste Grubenwasserkraftwerk in Heerlen

Im niederländischen Heerlen bei Aachen wurde 2008 das weltweit erste Grubenwasserkraftwerk in Betrieb genommen. „Mittels des geförderten Wassers können neben mehr als 200 Wohnhäusern ein Supermarkt, eine Bibliothek und mehrere Bürogebäude im Winter beheizt und im Sommer gekühlt werden“, zählt Georg Wieber die Vorteile auf.

Wieber ist Referatsleiter der Regionalstelle Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft, Bodenschutz der Struktur- und Genehmigungsdirektion Nord in Montabaur. Im Rahmen eines vom Ministerium für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz Rheinland-Pfalz geförderten Projekts hat er eine stillgelegte Eisenerzgrube im Siegerland untersucht. Hier sind rund 1 Mio. m3 Grubenwasser mit einer Temperatur von über 19 °C eingestaut. „Bei einer angenommenen Jahresheizarbeit von 10 MWh/a für ein Einfamilienhaus könnten rund 1700 Einfamilienhäuser ein Jahr lang beheizt werden“, errechnet Wieber.

Bei der geothermischen Nutzung von Anlagen des Bergbaus erfolgt die Wärmegewinnung über Einrichtungen, deren ursprünglicher Zweck nicht die Erschließung der Erdwärme war. Neben Bergwerken sind hier auch stillgelegte Erdöl- oder Gasförderbohrlöcher zu nennen. Da diese mehrere 100 m bis über 1000 m tief sind, eignen sie sich direkt als Thermalwasserförderbrunnen und eventuell zur Stromerzeugung.

Verwirklicht wurde dies im Geothermieforschungsprojekt Groß-Schönebeck an einer alten Gasbohrung. Und die im Rahmen des GeneSys-Projekts bei Uelzen gewonnenen Ergebnisse – auch in einem aufgelassenen Gasbohrloch – dienten zur Konzeptentwicklung der Geothermienutzung zur Wärmeversorgung des Geozentrums Hannover.

Jahrzehntelang wurden in Nordrhein-Westfalen bei der Suche nach Steinkohle zahlreiche Erkundungsbohrungen niedergebracht. Bei der Geothermie ist die Erstellung des Bohrlochs der Hauptkostenträger. Die Verwendung bestehender Bohrlöcher verbessert daher die Wirtschaftlichkeit und reduziert Planungsrisiken deutlich.

Grundsätzlich sind alle Explorationsbohrlöcher zur geothermischen Nachnutzung geeignet. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass sich in einem Umkreis von nicht mehr als 500 m Abnehmer finden.

Ein Beitrag von:

  • Eckart Pasche

    Freier Fachjournalist. Themenschwerpunkte: Energie, Kerntechnik, Rohstoffe, Bergbau, Tunnelbau, Technikgeschichte

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