Grubenwassergeothermie: Grubenwasserpotentialstudie Sachsen

Projektlaufzeit

10/2022 – 11/2024

Projektpartner

TU Bergakademie Freiberg, Institut für technische Thermodynamik

Projektziele

Ehemalige Bergwerke bergen nicht nur Geschichte, sondern auch ein enormes Potenzial für die regenerative Wärmeversorgung. In alten Schächten und Strecken entstanden große Wasserreservoire, die als Energiequelle genutzt werden können.

Im Rahmen des Projektes erfolgte eine Darstellung der Kategorisierung des Grubenwasserpotentials für stillgelegte Bergwerke in Sachsen.

Neben theoretischen Untersuchungen ergänzten gezielte Wasserprobenahmen die Daten mit praktischen Erkenntnissen. Zudem wurde an zwei Standorten ein mobiler Versuchsstand eingesetzt, um Herausforderungen durch Verschmutzung bei der Grubenwassernutzung zu analysieren. Ebenfalls wurden die geothermischen Potenziale mit den übertägigen Nutzer-Abnehmer-Strukturen der betreffenden Gemeinden verschnitten und bewertet.

Geothermische Grubenwasseranlagen erfordern spezielle technische und organisatorische Maßnahmen. Die erarbeiteten Handlungsempfehlungen beleuchten alle Schritte von der Exploration über Genehmigungen bis hin zu Fördermöglichkeiten von grubenwassergeothermischen Anlagen.

Die Kategorisierung dient als Basis für eine Übersichtskarte zum geothermischen Grubenwasserpotential in Sachsen. Die Projektergebnisse geben Handlungsempfehlungen, wie Grubenwasser zur nachhaltigen Wärmeversorgung beitragen kann.

Projektergebnisse

• Um die Technologie und Umsetzungspotenziale der Grubenwassergeothermie in Sachsen aufzuzeigen, wurde nach einer umfangreichen Literaturrecherche an 14 ausgewählten Standorten das Grubenwasserpotenzial in einer weiterführenden Analyse untersucht.
• Anhand eines entwickelten Bewertungssystems wurden untertägige Kriterien definiert. Gleichgestellt fand eine Analyse der obertägigen Wärmebedarfsstrukturen statt. Die Ergebnisse sind in einem GIS-basierten Potenzial-Layer dargestellt.
• Neben der theoretischen Analyse und Bewertung der Standorte wurde der praktische Kenntnisstand von sächsischen Grubenwässern im Chemismus als auch in der Interaktion mit Wärmeüberträgern erweitert. An neun ausgewählten Standorten wurden 16 Grubenwasserprobenahmen und -analysen durchgeführt. Weiterhin erfolgten an zwei Standorten zudem Versuche an einer Grubenwassergeothermieanlage im Labormaßstab. Hauptgegenstand dieser Untersuchungen waren die Interaktion von Ablagerungen aus dem Grubenwasser im Zusammenhang mit der Verwendung verschiedener Wärmeüberträgermaterialien. An beiden Versuchsstandorten konnten mithilfe der Ergebnisse Ablagerungen um 30 % bis 40 % reduziert werden.
• Eine Ist-Standsanalyse an bestehenden Grubenwassergeothermiestandorten in Sachsen ergab 14 Faktoren, welche den Prozess der Umsetzung einer Grubenwassergeothermieanlage gefährden können. Diese wurden bewertet und Maßnahmen zur Vermeidung abgeleitet.
• Die Ergebnisse der Studie wurden abschließend in einer Handlungsempfehlung zusammengefasst. Neben Berechnungsmöglichkeiten zur Leistungsauslegung wird der Ablauf des Beantragungsprozesses bei den zuständigen Behörden erläutert. Derzeit verfügbare finanzielle Fördermöglichkeiten sind aufgezeigt.
• Als Energiequelle kann die Nutzung von Grubenwassergeothermie für eine Einsparung von CO2-Emissionen beitragen. Gegenüber anderen regenerativen Energiequellen besteht der Vorteil, dass Grubenwasser ganzjährig ein nahezu konstantes Temperaturniveau besitzt, was sich positiv auf die Effizienz auswirkt. In Hinblick auf den Klimaschutz und die geplante Erreichung der Ziele im klimaneutralen Gebäudebestand 2050 kann Grubenwassergeothermie in sächsischen Bergbauregionen einen wesentlichen Beitrag leisten.