Energetische Nutzung von Grubenwasser aus gefluteten Bergwerken

Zusammenfassung

Für die Erdwärmegewinnung aus Grubenwasser im oberflächennahen Bereich stellen nicht verschlossene und geflutete Bergwerke (z. B. Erz- und Kohlebergwerke) auch nach ihrer ursprünglichen Nutzung z. T. sehr geeignete Standorte für eine alternative und regenerative Energieversorgung dar. Geflutete Grubengebäude weisen aufgrund der großen künstlich geschaffenen wärmeübertragenden Flächen mit hohen Wasserdurchlässigkeiten zwischen Kavernen, Schächten und Stollensystemen sehr große Wärmepotentiale auf. Dieses kann durch unterschiedlichste Nutzungsarten z.B. zur Beheizung und Kühlung von Gebäuden sowie Klimatisierung mit Grubenluft angewendet werden. Die ersten technischen Anwendungen von Grubenwasser im Bergwerk wurden zur Wasserhaltung und ab dem 19. Jahrhundert zur Elektroenergiegewinnung in sogenannten Kavernenkraftwerken realisiert. Getrieben durch steigende Energiepreise begann die thermische Nachnutzung der Wässer aus gefluteten Bergwerken gegen Ende der 1980er Jahre mit dem Einsatz von Wärmepumpen zur Anhebung des Temperaturniveaus.

Da jedes Bergwerk in Geologie, Aufbau und Infrastruktur einzigartig ist, gibt es viele wichtige Kriterien, welche für eine erfolgreiche Realisierung einer Grubenwasseranlage betrachtet werden müssen. In diesem Beitrag werden daher neben den möglichen Nutzungsarten auch deren Vor- und Nachteile im Vergleich zu alternativen Heiz- und Kühlkonzepten vorgestellt. Hierzu werden wichtige Punkte von der Planung mithilfe von Potentialstudien bis hin zur Umsetzung aufgelistet und beschrieben. Dabei werden auch das aktuelle Bergrecht und der prinzipielle Einfluss der Wasserchemie diskutiert.

Eine äußerst umfangreiche Übersicht zur weltweiten Situation der geothermischen Grubenwassernutzung zeigt die internationale Bedeutung dieser Energiequelle. Darin finden sich detaillierte Angaben zu über 70 betriebenen, geplanten oder vereinzelt wieder stillgelegten Anlagen. Erweiternd werden am Beispiel von zwei betriebenen Grubenwasseranlagen im Erzgebirge (Deutschland) wichtige Ergebnisse und Betriebserfahrungen aus dem realen Anlagenbetrieb präsentiert.