Geothermie : Geothermisches Nutzung stillgelegter Bergwerke

1. Geothermische Nutzung stillgelegter Bergwerke Am Beispiel des Ruhrgebietes Johannes Gemmeke Geothermie: Geothermisches Nutzung stillgelegter Bergwerke

2. Gliederung • Einleitung • Bohrungen unter Tage / tiefe Taufen • Grubenwassernutzung • Grubenwetternutzung

3. Einleitung • Das Ruhrgebiet ist stark vom Bergbau geprägt

4. Einleitung • Sehr guter Zugang zu Erdwärme durch zunehmende Stilllegung von Bergwerken • Maximale Taufen von 1550 m • Ausdehnungen bis zu 250 km² • Länge des Streckennetzes bis zu 125 km • Temperaturen unter Tage von ca. 40 °C • Bestmögliche Kenntnisse über geologische und Hydrologische Bedingungen • Energieabnahme im dichtbesiedelten Ruhrgebiet unproblematisch

5. Bohrung unter Tage • Erstellung eines Bohrloches unter Tag auf tiefster Sole • Bohrplatz in einer Tiefe von ca. 1200 m • Bohrtiefen von ca. 2000 m • Untergrundtemperaturen >40 °C • Vorteile: • Wegfall eines Großteils der Bohrlänge • Kleiner dimensionierte Bohrgeräte • Erstellung eines Bohrplatzes nicht notwendig • Nachteile: • Bohrarbeiten und Ausrüstung unterliegen speziellen Anforderungen • Stillgelegtes Bergwerk muss langfristig zugänglich bleiben und vor Grubenwasser geschützt werden

6. Bohrung unter Tage • Vergleich mit einer Erdwärmebohrung über Tage • Tiefe der Bohrung in beiden Fällen 2000 m • Durchmesser der Bohrung gleich (152 mm) • 400.000 Euro Kostennachteil gegenüber der Bohrung unter Tage

7. Grubenwassernutzung • geothermische Nutzung gefluteter Bergwerke • Grubenwassertemperaturen zwischen 20 °C und 30°C • Vorteile: • Guter Zugang zu Wärmequelle durch vorhandene Leitungen • Langfristige Betriebssicherheit durch eingestellte Bergbauliche Wasserhaltung • Kosten und Risiken einer Bohrung entfallen • Nachteile: • Grubenwasser ist stark Mineralisiert • Einleitung in Grundwasserleitende Schichten oder Vorfluter nicht möglich (Dupletten-System)

8. Grubenwassernutzung

9. Grubenwassernutzung • geothermische Nutzung nicht gefluteter Bergwerke • Pumpbetrieb wird auch nach Stilllegung aufrecht erhalten • Um Einstau von Grubenwasser im Deckgebirge zu vermeiden • Zum Schutz von aktiven Bergbaubereichen • Geothermische Nutzung des über Tage gepumpten Wassers • 2007 wurden im Ruhrgebiet ca. 79,9 Mio. m³ Wasser abgepumpt • Je nach Ausgangstiefe schwanken die Wassertemperaturen im Jahresverlauf zwischen 15 °C und 35°C • Geringe Kosten für geothermische Nutzung Wasserhebungskosten sind auf Kohlenpreis aufgeschlagen

10. Grubenwassernutzung

11. Grubenwassernutzung • Pilotprojekt Heerlen • Bisher größtes Projekt zur Nutzung von Grubenwasser • Seit Oktober 2008 in Betrieb • Grubenwassergewinnung aus 700 m Tiefe • Reinjektion in 250 m (Grubenwasserhorizont) • Gesamtleistung ca. 5 MW • Heizen und Kühlen von 300 Wohnhäusern, einem Gemeindezentrum sowie mehreren Büro- und Geschäftsräumen • Gesamtkosten von 16 Mio. Euro

12. Grubenwassernutzung • Weitere Projekte National • Projekte International

13. Grubenwetternutzung • Nutzung des Dichteunterschieds von untertägigen Wettern zur Umgebungsluft an den Schachtköpfen • Auftretende Luftströmungen sollen zur Energiegewinnung genutzt werden • Verwendung von kleinen Windkraftanlagen • Leistung ca. 1 kW • Voraussetzung: • Aufrechterhaltung eines Grubengebäudes • zwei Schächte sowie ein Verbindungsschacht in möglichst großer Tiefe • Verhinderung von Grubenwasserzuläufen

14. Grubenwetternutzung • Die Auftretende Luftströmung ist stark Wetter- und Jahreszeitenabhängig

15. Ausblick • Vorgestellte Verfahren stellen den heutigen Stand der Möglichkeiten dar • Vielzahl von Projekten in NRW stehen vor der Umsetzung • Erfolg des Pilotprojektes Heerlen • Einfache Zugänglichkeit von Erdwärmereservoirs • Grubenwetternutzung nur für kleine Anwendungsbereiche geeignet • Klimatisierung von Krankenhäusern