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Im Zuge der verstärkten Nutzung regenerativer Energien und der heute zur Verfügung stehenden Wärmepumpentechnologie erscheint es sinnvoll, die in zahlreichen Gebieten Deutschlands und Europas befindlichen, stilliegenden bergbaulichen Anlagen auf ihre geothermischen Wärmepotentiale hin zu untersuchen. Ausgangspunkt dieser Überlegung sind ehemalige Bergbauschächte, die mit Tiefen von mehreren hundert bis > 1000 m gleichsam als "überdimensionale Bohrlöcher" aufgefasst werden können.

Die in den Schächten und abgesoffenen Abbaufeldern vorhandenen Wässer weisen in der Regel ein erhebliches thermisches Energiepotential auf, das bisher nur in wenigen Fällen genutzt wurde. So errechnen sich nach dem normalen geothermischen Tiefengradienten von 3 Grad Temperaturzunahme / 100 m  bereits bei Abbautiefen von 200 - 300 m Tiefe ganzjährige Wassertemperaturen von 15 - 2O Grad Celsius !  Es ergibt sich somit ein ganz erhebliches, bisher weitgehend ungenutztes Wärmepotential, das zur dezentralen Nahwärmeversorgung geeignet erscheint.

Bisherige Anlagen:

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über bisher installierte geothermische Leistungen auf Grubenwasserbasis im In- und Ausland, wobei weltweit zweifellos noch weitere Wärmeversorgungsanlagen dieses Types konzipiert und erbaut wurden.
 

Ort: Anlage: Baujahr: Wassertempe-
ratur (C): 
Leistung (KW): Abnehmer: 
       
Freiberg, Sachsen: Reiche Zeche 1990/91 11 37 Besucherbergwerk
           
           
Ehrenfriedersdorf,
Sachsen:
 
Nordwestfeld 1993/94 12 58 Mittelschule
Richtschacht I 1994 10 16 Besucherbergwerk
  Richtschacht II 1997 10 100/1000* Gewerberäume
           
Wittmansgereuth, Thüringen:   1981      

Eisenerzgrube

nach 1990 stillgelegt

9, später 5

80

Forschungsinstitut

           
Essen, NRW: Zeche Heinrich 1982 22 190 Seniorenheim 
           
Pribram, Böhmen: Prokopschacht 1989 23 1000, davon 500 genutzt Schule, Verwaltungsgebäude
           
Marienbad, Böhmen: Hachov - Plana 1989 ca. 20 550 Bergwerksgebäude einer Urangrube
           
Spring Hill, Kanada: mehrere Bergwerke seit 1987 19 - 21 mind. 700 Gewerbe/Wohngebiet
           
        * = geplant in Ausbaustufe II  

Neben der seit langem in Betrieb stehenden Altersheim - Wärmeversorgungsanlage der Zeche Heinrich in Essen wurden nach der politischen Wende insbesondere im Erzgebirge mehrere geothermische Wärmeversorgungsanlagen auf Grubenwasserbasis geplant und realisiert. Als Beispiel möge hier die im 110 m tiefen Sauberger Richtschacht der ehemaligen Zinnerzgrube Ehrenfrfiedersdorf etwas näher vorgestellt werden.

Die 1994 erbaute und 1997 erweiterte Wärmeversorgungsanlage dient mit einer Gesamtleistung von 16 KW zur Wärmeversorgung der übertägigen Betriebsgebäude der Grube, die heute u.a. ein Bergbaumuseum beherbergen. Die Anlage besteht aus einem in 110 m Tiefe in nächster Nähe zum Richtschacht aufgestellten Plattenwärmetauscher sowie aus einer im Übertagebereich aufgestellten Wärmepumpe. Das 10 Grad warme Schachtwasser durchläuft den Plattenspeicher und gibt seine Wärme an einen Sekundärwasserkreislauf ab. Dieser speist seinerseits 110 m höher die Wärmepumpe, die ihrerseits die Wärmefracht auf den gebäudeeigenen Heizungskreislauf transferiert. Das um etwa 5 Grad abgekühlte Wasser des Sekundärkreislaufes fließt nun zum Plattenspeicher in 110 m Tiefe zurück, um hier erneut aufgewärmt zu werden.

Die folgenden Aufnahmen zeigen die beiden wesentlichen Elemente der Wärmeversorgungsanlage: den Wärmeplattentauscher in 110 m Tiefe sowie die Wärmepumpe im Übertagebereich :

Abb. 1 : Wärmepumpenanlage der Grube Ehrenfriedersdorf im Übertagebereich

Abb. 2: Wärmeplattentauscher 110 m untertage im Bereich des Sauberger Richtschachtes


Anmerkung: Wir bitten die starken Moire - Effekte, die beim Scannen der Aufnahmen auftraten, zu verzeihen.
Die Bilder werden baldmöglichst gegen bessere Aufnahmen ausgetauscht

Die bisherigen Betriebserfahrungen mit geothermischen Wärmeversorgungsanlagen auf Grubenwasserbasis im In- und Ausland haben gezeigt, daß es sich hierbei um einen ebenso gangbaren wie betriebssicheren Weg der Wärmeenergieversorgung handelt. Besonders interessant wird die Anlage einer solchen Anlage in Gegenden, in denen andere Wärmekraftquellen nicht verfügbar sind, beziehungsweise die Wärmeenergie über weite Entfernungen transportiert werden müßte.

Dabei hat sich gezeigt, daß gerade niedrigthermale Grubenwässer über mehere 1000 m Entfernung in Erdleitungen transportiert werden können, ohne daß es zu einem wesentlichen Temperaturabfall des Wassers kommt. Erst beim Endverbraucher wird dann dem Wasser die Wärmefracht abgenommen und über eine dort stationierte Wärmepumpe auf die gewünschte Heiztemperatur hochtransformiert. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel Neubaugebiete im Umkreis von 2 - 3 Kilometer um ehemalige Schachtanlagen oder Tiefbohrungen herum mit geothermischer Wärmeenergie versorgen.


Potentiale einer Wärmeversorgung auf Grubenwasserbasis:
 

Im Gegensatz zu landläufiger Meinung gab es tiefreichenden Bergbau in Deutschland in sehr vielen Gebieten. Neben dem bereits angesprochenen Erzgebirge mit seinen zahlreichen Schachtanlagen unter anderem in folgenden Gebieten:

- Steinkohlenreviere von Saar, Ruhr, Aachen, Sachsen, Bayern und im Hannoverschen Umland

- Kali & und Steinsalzbergwerke im gesamten niedersächsischen Gebiet

- Eisenerzbergbau im Siegerland, Salzgitter - Revier, der Oberpfalz und Thüringen

- Metallerzbergbau u.a. im Harz, Sauerland, Eifel, Franken, Schwarzwald

- hinzu kommen zahlreiche stillgelegte Erdöl- und Erdgasfelder, die ebenfalls ein bedeutendes
geothermisches Energiepotential aufweisen

***

Gegenüber herkömmlichen Wärmeversorgungssystemen bieten Wärmeversorgungsanlagen auf Grubenwasserbasis folgende Vorteile:
 

  • Es handelt sich bei der Wärmeversorgung aus bergbaulichen Anlagen und Tiefbohrungen um die Nutzung einer regenerativen und emissionsfreien Energie, die hilft, den weltweilten CO2 -
    Ausstoß zu reduzieren.

  • Stilliegende Schachtanlagen finden sich in großer Zahl über Deutschland verteilt, sodaß die beschriebene Form der Wärmeversorgung grundsätzlich in weiten Teilen Deutschlands realisierbar ist.

  • Der skizzierte und durch verschiedene bereits bestehende Anlagen als machbar erwiesene Weg der Nahwärmeversorgung hat innovativen Modellcharakter und bietet sich auch als Exportprodukt an, da ähnlich günstige Randparameter sich in vielen anderen
    Ländern Europas (Belgien, Frankreich, England, Tschechien, Italien, Spanien etc.) finden.