Geothermie 21. Jun 2019 Eckart Pasche

Schächte werden Wärmespeicher

Was tun mit alten Steinkohlebergwerken und den jährlich rund 110 Mio. m3 anfallenden Grubenwassers? Die RAG Aktiengesellschaft untersucht derzeit in Projekten und Studien, was möglich ist.

Geothermie aus dem Schacht: Die Willy-Brandt-Gesamtschule in Bochum nutzt die Wärme des Grubenwassers aus dem Schacht Robert Müser mithilfe von drei Gasabsorptionswärmepumpen.
Foto: RAG

Bei der RAG Aktiengesellschaft bestehen unterschiedliche Überlegung, wie sich die Wärme des aus Steinkohlebergwerken abgepumpten Grubenwassers nutzen lässt. Derzeit werden jährlich rund 110 Mio. m3 gehoben. Die unterirdischen Grubenbaue könnten sich aber auch als Wärmespeicher eignen. Entsprechende Versuche laufen auf der letzten noch in Betrieb befindlichen Ruhrgebietszeche Prosper-Haniel in Bottrop.

Florian Hahn vom Geothermiezentrum Bochum (GZB) arbeitet am Projekt GeoMTES, das die thermische Nachnutzung von Steinkohlebergwerken untersuchen soll. Zentrales Ziel dieser Machbarkeitsstudie sei die Entwicklung eines technisch und wirtschaftlich umsetzbaren thermischen Speicherkonzepts zur energetischen Nachnutzung des Bergwerks Prosper-Haniel in Form einer thermischen Speicherung, so der Rohstoffingenieur.

Die Konzeptidee sehe vor, saisonal nicht nutzbare Abwärme aus Industrie- und Kraftwerksprozessen sowie auf umliegenden Bergwerksbrachflächen erzeugte solare Wärme in das Grubengebäude einzuspeisen, erläutert Hahn. Bei Bedarf im Winterhalbjahr ließe es sich zur Wärmeversorgung von Gewerbe- und Wohnimmobilien nutzen, gegebenenfalls auch über bestehende Fernwärmenetze.

Für die Etablierung solch untertägiger thermischer Speicher sollen im Grubengebäude entsprechende Infrastrukturmaßnahmen umgesetzt und geeignete Erschließungs- und Fördersysteme entwickelt werden. Voraussetzung hierfür sei das Vorhandensein eines noch vollständig zugänglichen, aktiven Bergwerks, betont Hahn.

Bis mindestens 2018 ist das Steinkohlebergwerk Prosper-Haniel hierfür noch offen, so dass gezielte Wärmespeicherkonzepte entwickelt und etabliert werden können. Als Grundlage eines saisonalen Wärmespeichers könnten innerhalb des Bergwerks Temperaturen von 30 °C bis 50 °C genutzt werden, weil die Abbaubereiche bis in eine Teufe von über 1200 m reichen.

Eine weiteres Projekt ist die Initiative Gruben-Wasser-Ruhr (GW-Ruhr), die am 1. März dieses Jahres startete und auf neun Jahre angelegt ist. Sie soll neuartige und effiziente Wärmenutzungskonzepte unter der Berücksichtigung der Bergbauinfrastruktur im Ruhrgebiet entwickeln. Beteiligt ist Benedikt Bartels vom Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft der Ruhr-Universität Bochum, die RAG und die Deutsche Montan Technologie (DMT).

Das Ziel sei die Realisierung einer klimafreundlichen Energieversorgung durch die Nutzung vorhandener Bergbauinfrastruktur, so Bartels. Die gewonnene Wärme beziehungsweise Kälte solle in Netze integriert werden, um sie durch den Verbund mehrerer Akteure optimal zu nutzen.

Was tun mit dem Grubenwasser – eine vitale Frage für die RAG, denn sie betreibt zurzeit 13 Wasserhaltungen im Ruhrgebiet. Ließen sich doch über eine Nutzung auch neue Einnahmen erschließen. Darüber hinaus verfügt die RAG über Sicherungsstandorte, in denen kein Grubenwasser gehoben wird, die aber einen Zugang zur Tiefe, also zur Wärme, ermöglichen würden. Von den insgesamt 7800 Schächten kommen laut Bartels 140 mit vorhandenen Rohrleitungen, das heißt, mit Potenzial zur geothermischen Nutzung, in die nähere Betrachtung.

Aktive Wasserhaltungsstandorte verfügten über großes Wärme- und größtes Umsetzungspotenzial, urteilt der Energie- und Verfahrenstechnikingenieur Christian Müller von der RAG über die unterschiedlichen Wärmequellen. An Sicherungsstandorten lägen großes Wärme- und mittleres Umsetzungspotenzial vor.

Die 140 Schächte mit vorhandenen Leitungen, die wieder reaktiviert werden müssten, so Müller, hätten mittleres Wärme- sowie mittleres bis geringes Umsetzungspotenzial. Neue Bohrungen seien mit mittlerem Wärme- und geringem Umsetzungspotenzial einzustufen, denn der Grubenwasserspiegel sei zurzeit noch zu niedrig, was sehr hohe Betriebskosten bedinge. Derzeit untersuche die RAG im Rahmen eines Projekts die Varianten für eine untertägigen Wärmespeicherung. Am Ende stehe ein Konzept für einen solchen Speicher.

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