vorlesung geothermie, ss2012 thema: nutzung geothermischer energie aus grubenwasser 1/21 26.07.2012...

Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser

1/2126.07.2012

Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser

Betrachtung der Situation des Steinkohlebergbaus im Ruhrgebiet


2/2126.07.2012

Inhalt• Grundlagen - Was ist Grubenwasser?

• Wasserhaltung - Warum wird es für immer zu Tage gepumpt?

• Geothermische Nutzung - Welches Potenzial bietet das Ruhrgebiet?

• Realisierung - Welche Umsetzungsanstrengungen gibt es?


3/2126.07.2012

GRUNDLAGENWas ist Grubenwasser?

Quelle: [EnEff1]


4/2126.07.2012

Grubenwasser

• Wasser, das in den unterirdischen Hohlräumen des Bergwerks anfällt

• Hauptsächlich Sickerwasser von der Oberfläche• Aber auch Porenwasser umliegender Schichten• Thermische Energie entsprechend der

geothermischen Tiefenstufe (20°C bis 30°C)• Ist stark mineralisiert und oft sauer


5/2126.07.2012

WASSERHALTUNGWarum wird es für immer zu Tage gepumpt?

Quelle: [Bochum]


6/2126.07.2012

Wasserhaltung

1. Aktiver Bergbau im betreffenden StollenGrubengebäude wird von Grubenwasser freigehalten

2. Aktiver Bergbau in benachbartem StollenÜberlaufen muss verhindert werden

3. Nach dem kompletten Ausstieg aus dem SteinkohlebergbauWasserpegel müssen kontrolliert werden


7/2126.07.2012

Hebung des Grubenwassers

Quelle: [FAZ]

• Hebung mittels elektrischer Kreiselpumpen

• 1000m Förderhöhe entsprechen ca. 100 bar statischem Druck


8/2126.07.2012

Einleitung in Vorfluter

Quelle: [EnEff2]

• Flüsse oder Seen nehmen das Grubenwasser auf


9/2126.07.2012

Wasserhaltung





10/2126.07.2012

Nord-Süd Gefälle

Quelle: [RAG Stiftung]


11/2126.07.2012

Wasserhaltung





12/2126.07.2012

Ewigkeitslasten

• Ende der Subventionen für den Steinkohlebergbau in der BRD: 2018= Ende der Kohleförderung

• Grubenwasser muss weiter gefördert werden– Grubengas wird sonst an die Oberfläche gedrängt– Berghebungen führten zu weiteren Bergschäden– Mischung von Grubenwasser und Grundwasser

führt zu ungenießbarem Trinkwasser


13/2126.07.2012

GEOTHERMISCHE NUTZUNGWelches Potenzial bietet das Ruhrgebiet?

Quelle: [magellan]


14/2126.07.2012

Potenzial der Grubenwassernutzung

• Das Ruhrgebiet ist ein durchschnittlich warmer Standort (geothermische Tiefenstufe: 36m)

• Wassertemperaturniveau im Jahreslauf nahezu konstant: im Schnitt 25°C

Quelle: [T]


15/2126.07.2012

Potenzial der Grubenwassernutzung

• 80 Mio. m³ p.a. im Ruhrgebiet• -> 1,4 Mio. MWh (gegenüber 10 °C)

Wärmebedarf von über 100.000 Einfamilienhäusern.

• Sehr hohe Pumpkosten sind „sowieso“ Kosten, dadurch ist Wirtschaftlichkeit gegeben


16/2126.07.2012

REALISIERUNGWelche Umsetzungsanstrengungen gibt es?

Quelle: [EnEff1]


17/2126.07.2012

Projekt zur Grubenwassernutzung in Bochum-Werne

• Grubenbetrieb zur Wasserhaltung

Quelle: [EnEff2]


18/2126.07.2012

Projekt zur Grubenwassernutzung in Bochum-Werne

• Seit Mai 2012 in Betrieb• 20°C aus 570m Tiefe• Grubenwasser+Wärmepumpe

zur Beheizung einer Feuerwache und eines Schulkomplexes

• Akt. Brennstoffeinsparung: 1.200MWh

• Potenzial des Standorts: 40.000MWh Quelle: [EnEff1]


19/2126.07.2012

• Wasser, das notwendigerweise über Tage gefördert wird, wird die thermische Energie entzogen, bevor es in die Vorfluter eingeleitet wird

• Wärmepumpen nötig• Einspeisung in ein Nahwärmenetz

Geothermische Nutzung von Grubenwasser

Quelle: [EnEff2]


20/2126.07.2012

Fazit

• Forschungsergebnisse aus Bochum-Werne können auf andere Standorte übertragen werden

• Bestehende Wasserhaltung zur Energiegewinnung zu nutzen ist sinnvoll

• Beitrag zu nachhaltiger Energieversorgung lokal begrenzt


21/2126.07.2012

Bildnachweis1: [RAG Stiftung]: http://www.rag-stiftung.de/ „Wasserhaltung im Bergwerk“2: [TU Freiberg]: http://tu-freiberg.de/ „Forschungszentrum Geothermie -

Grundlagen“3: [EnEff1]: http://www.eneff-stadt.info/ „Wärme aus Grubenwasser in

Bochum-Werne“4: [EnEff2]: http://www.eneff-stadt.info/ „EnEff: Wärme Wärmenutzung

aus Grubenwasser in Bochum-Werne5: [magellan]: http://www.magellanworld.net/ „Sightseeing im

Ruhrgebiet“6:[FAZ]: http://www.faz.net/ „Pumpen, pumpen bis zum Sankt-

Nimmerleins-Tag“7: [Bochum]: http://www.bochum.de/ „Integriertes

Wärmenutzungskonzept“

http://www.rag-stiftung.de/

http://tu-freiberg.de/

http://www.eneff-stadt.info/

http://www.eneff-stadt.info/

http://www.magellanworld.net/

http://www.faz.net/

http://www.bochum.de/

vorlesung geothermie, ss2012 thema: nutzung geothermischer energie aus grubenwasser 1/21 26.07.2012...

Documents