Transformation der Wärme- netze in der Rhein-Ruhr- Region ... · 2 Energiebedarf und Umsetzung...

Gefördert durch:

Transformation der Wärme-netze in der Rhein-Ruhr-Region mit Tiefengeothermie

Vom Kohle- zum Wärmebergbau

Gregor Bussmann

Berliner Energietage22.05.2019

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Energiebedarf und Umsetzung Wärmewende in Deutschland9000 PJ insgesamt …davon 56% Wärme (5040 PJ)

Primär- und 25 Sekundärnetze Länge >2.000 km 6.500 GWh/a VL max. 130 °C - 180 °C

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Konversion Fernwärme Rhein-Ruhr-Region

[BET 13], [ewi, Prognos 10]

Tiefe Hydrothermale Lagerstätten im Ruhrgebiet

[GD NRW 07

Karbonatgesteine

Unterkarbon

Devon: Massenkalk 4.400 m bis 5.400 m 140 °C – 159 °C RL: 60 °C

Standortfindung am Beispiel Gelsenkirchen

Devon: Massenkalk 4.400 m bis 5.400 m 140 °C – 159 °C RL: 60 °C

Mögliche Standorte Prioritätenklassen Wasserschutzgebiet vs.

Thermalwasserzirkulation

Quelle: GZB, 2017

Geothermische GrubenwassernutzungQuelle: Grubenwasserkonzept der RAG Aktiengesellschaft

Potenzialstudie Warmes Grubenwasser NRW

Wasserhaltungen mit ca. 100 Mio m³ / Jahr mit 25-35°C

160 stillgelegte Schächte mit einem Nutzungspotenzial

Quelle: GZB, LANUV NRW, 2017

Potenzialstudie Warmes Grubenwasser NRW 2018

Quelle: Grubenwasserkonzept der RAG Aktiengesellschaft

Wärme aus Grubenwasser 25 % der Fernwärmeschiene Ruhr

Bsp. Wasserhaltung Lohberg

Techn. Potenzial: 

729.511 MWh/a

Grubenwassernutzung Zeche Robert-Müser in Bochum

[Raube, Stwk Bo 2010]

Wärmekunden Gesamtschule Grundschule Schulsporthalle / -schwimmbad Hauptfeuerwehrwache

ges. Jahreswärmebedarf kWh/a 3.029.000

ges. therm. Leistung kW 1.600

Leistung Wärmepumpen kW 500

Trassenlänge Leitungen m 815

Investitionskosten Euro 800.000

CO2 Einsparung to CO2/a 245

Zusätzliche Wärmekunden Neue Gebäude im Industriegebiet Neue Gebäude im B-Plan 405 b

Wärmespeicherung in Steinkohlebergwerken

Beispiel Zeche Prosper Nord (Bottrop) Volumen ~265.000 m³ ∆T von 50 K 15,4 GWh/a

SaisonaleSpeicherung 200 Bergwerke Tiefen bis 1.500 m Solarthermie /

Abwärme aus Industrie- und Kraftwerksprozessen

Speichertemperaturenbis 90°C

Quelle: SwBo

Quelle :Wichert, Udo; Potenzial und Ausbaumöglichkeiten der Kraft-Wärme-Kopplung und Fernwärmeversorgung,öffentlicher Workshop, Düsseldorf 2013

Fossil Fuel HeatproductionFossil Fuel CHP

Aktivitäten am Standort Bochum

GZB

GRUBO –Zechen Dannenbaum & Prinz Regent

FUW-Fernwärmenetz Bochum-Süd

Real-LaborTRUDI Ruhr Metropolitan Underground Laboratories

TRUDI Ruhr Metropolitan Underground Laboratories „Tief-runter-unter-die-Ruhr“

Produktionsbohrung

AquaFarm

hT-WP 5 MW

Concentrated Solar Power Plant

50°C 70°C

100°C

80°C 20°C

55°C

30°C 20°C

70°C

Hochschulwärmenetz / Unique

Kleinzeche Markgraf II

DGE-Rollout und Karbonexploration

Hydrothermale Zirkulation Extensionstektonik Ruhrsandstein

- 70 m

- 1.500 m

Injektionsbohrung

TRUDI hT-Storage Experiment

Markgraf 2

DGE Ruhr

68 ha – Fläche in Bochum-Laer 1859 -1958: Zeche Dannenbaum bis 2014: Autoproduktion durch Opel aktuell: Neuerschließung durch die

Entwicklungsgesellschaft Bochum Perspektive 2022 GmbH

Projekt D2Grids

Wärme-/Kälteversorgung Mark 51°7 in Bochum

Untertägiges Konzept (Erschließung Zeche Dannenbaum)

Wasserspiegel: ca. 310 m (-190 m NN;) 4. Sohle: 334 m (-212 m NN)

18,8°C (Leonhardt, 1983) 8. Sohle: 816 m (-690 m NN)

36,7°C (Leonhardt, 1983)[GD‐NRW

]

Mark 51°7

Energieverteilung 4-Leiter-Niedertemperaturnetz (low-ex; 50°C) Wärme-/Kälteversorgung BA II (Ost) + BA III

Energiezentrale 6.704 MWh/a Wärme aus GW 4.376 MWh/a Kälte aus GW Saisonale Regeneration / „NT-Speicherung“ Wasser-Zwischenkreis mit Wärmetauscher Wärmepumpe / Kältemaschine Integration BHKW (Strom-Eigenerzeugung) Spitzenlast über Fernwärme / KKM

Obertägiges Konzept Mark 51°7

Quelle: SwBo. Bochum Perspektive 2022

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Zum Mitnehmen ….

56% des deutschen Primärenergiebedarfs für Wärme

Große Herausforderung für die Wärmewende in dicht besiedelten Ballungsräumen

Multi-Strategie-Ansatz für die Konversion der Fernwärme in der Metropole Ruhr

Karbonatgesteine (insbes. Devonische Massenkalke) bieten in Rhein-Ruhr-Region das Potential zur hydrothermalen Erschließung in 3000 – 5000 m Tiefe und können in Kombination mit hT-Wärmepumpen im MW-Maßstab zum Umbau bestehender Fernwärmenetze beitragen.

200 ehemalige Steinkohlebergwerke können für die dezentrale Grubenwassernutzung direkt und/oder als Speicher genutzt werden.

Erste Leuchtturmprojekte im Real-Labor TRUDI in Bochum werden umgesetzt

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Die Leitveranstaltung der Energiewende in Deutschland fand 2019

vom 20. bis zum 22. Mai im Ludwig Erhard Haus in Berlin statt.

Weitere Informationen und viele Vortragsunterlagen zu über 390 Vorträgen

aus 58 Veranstaltungen im Rahmen der Berliner ENERGIETAGE 2019 finden Sie unter

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Ein Vortrag im Rahmen der