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Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
1/2126.07.2012
Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
Betrachtung der Situation des Steinkohlebergbaus im Ruhrgebiet
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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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?
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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GRUNDLAGENWas ist Grubenwasser?
Quelle: [EnEff1]
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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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
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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WASSERHALTUNGWarum wird es für immer zu Tage gepumpt?
Quelle: [Bochum]
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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
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Hebung des Grubenwassers
Quelle: [FAZ]
• Hebung mittels elektrischer Kreiselpumpen
• 1000m Förderhöhe entsprechen ca. 100 bar statischem Druck
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Einleitung in Vorfluter
Quelle: [EnEff2]
• Flüsse oder Seen nehmen das Grubenwasser auf
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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
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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Nord-Süd Gefälle
Quelle: [RAG Stiftung]
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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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
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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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
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GEOTHERMISCHE NUTZUNGWelches Potenzial bietet das Ruhrgebiet?
Quelle: [magellan]
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Potenzial der Grubenwassernutzung
• Das Ruhrgebiet ist ein durchschnittlich warmer Standort (geothermische Tiefenstufe: 36m)
• Wassertemperaturniveau im Jahreslauf nahezu konstant: im Schnitt 25°C
Quelle: [T]
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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
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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REALISIERUNGWelche Umsetzungsanstrengungen gibt es?
Quelle: [EnEff1]
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Projekt zur Grubenwassernutzung in Bochum-Werne
• Grubenbetrieb zur Wasserhaltung
Quelle: [EnEff2]
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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]
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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• 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]
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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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
Vorlesung Geothermie, SS2012Thema: Nutzung geothermischer Energie aus Grubenwasser
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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“