Der Harz war lange Zeit Bergbau-Region: Jahrhundertelang wurden im westlichen Teil des Mittelgebirges Silber, Kupfer, Blei und Zink abgebaut. Dabei entstanden große Hohlräume – die nun der Energiewende und zugleich der Wasserwirtschaft dienen sollen.
Unter Leitung der Technischen Universität Clausthal wollen mehrere Hochschulen und Unternehmen in einem Pilotprojekt bergbauliche Hohlräume mit bestehenden Talsperren im Westharz, darunter die Okertalsperre, verbinden. Damit sollen Pumpspeicher-Kraftwerke entstehen, deren Bau nur minimale Eingriffe in die Umwelt erfordert.
Zugleich soll die Integration der Hohlräume in das System der Talsperren mehr Spielraum beim Hoch- und Niedrigwasserschutz und der Trinkwasserversorgung geben. Das soll bei der Anpassung der wasserwirtschaftlichen Infrastruktur an den Klimawandel helfen.
Ein Ziel des Projektes ist es, ein sogenanntes Kombi-Kraftwerk zu konzipieren, das energie- und wasserwirtschaftliche Aufgaben verbindet. Dazu gehört auch die Entwicklung, Ausführung, Simulation und Optimierung der Betriebsführung solcher Kombi-Kraftwerke im Verbund und Einzelbetrieb.
Projekt hat Laufzeit von zwei Jahren
Neben der TU Clausthal beteiligen sich die TU Braunschweig, die Hochschule Ostfalia, die Universität Göttingen und die Leibniz Universität Hannover an dem Vorhaben. Hinzu kommen fünf Partner aus der Wirtschaft: die Harzwasserwerke, Uniper, Harz Energie, die VGH Versicherungen und die Öffentliche Versicherung Braunschweig.
Das Projekt hat eine Laufzeit von zwei Jahren und ein Gesamtvolumen von knapp 2,4 Millionen Euro. Davon stammt knapp eine Million Euro aus Mitteln der europäischen Regionalförderung (EFRE). Der erforderliche Kofinanzierungsanteil von rund 1,4 Millionen Euro wird im Wesentlichen durch die Industriepartner getragen.
„Es werden zwei intensive Projektjahre, in denen wir nun konkrete Schritte in Richtung der Umsetzung von Kombi-Kraftwerken unternehmen werden. Dabei spielen unter anderem die geotechnischen Untersuchungen und Simulationen eine entscheidende Rolle“, sagt Professor Thomas Ulrich vom Department of Geosciences der TU Clausthal.
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Wieso muss dafür Fördergeld verbraten werden? Wenn so etwas wirtschaftlich ausbeutbar wäre, wär’s schon längst in Betrieb. Hochwissenschaftliche Ruhekissenforschung zu Lasten der Allgemeinheit.
Im Saarland gibt’s ein Verbundstollensystem, aus dem bisher 40.000.000 qm im Jahr nur herausgepumpt wurden um den Wasserspiegel zu halten. Es wieder durch Generatoren laufen zu lassen und 80% an Strom zu gewinnen? Darauf kommt hier keiner. Das wäre sinnvoller, wie dieses Jugend forscht im Harz oder lässt sie hier forschen noch ist es nicht zu spät!
Im Saarland gefährdet mit Chemikalien belastetes Wasser aus den Gruben irgendwann das Grundwasser, wenn der Pegel des Grubenwassers zu hoch steigt. Sie müssen da abpumpen. Da ist also nix mit „wieder durch Generatoren alufen lassen“.
@Engelbert: Sie scheinen ja alles ganz genau zu wissen. Engelbert for Bundeskanzler, dann wird alles gut!
Und dann lassen Sie sich hoffentlich noch erzählen, wofür Universitäten und Hochschulen gut sind, wie Studenten da Abschlussarbeiten an konkreten Forschungsprojekten machen und warum die Institutionen dafür Geld vom Staat bekommen und die Studenten die Kosten dafür nicht selber tragen müssen. Auch Hoch- und Niedrigwasserschutz wird besser vom Staat finanziert, weil das Infrastruktur ist, die vielen auf unterschiedliche Weise nutzt. Privat finanziert bliebe das Stückwerk, wenn es überhaupt irgend jemand anpackt.
Dann könnte man durch die Flutung von Tagebaustätten auch Energie gewinnen
https://Klimaneutralität.eu
In dieser Seite beschreibe ich die denkbare umweltneutrale Energieversorgung für ca. 10 Millionen Bewohner des Ruhrgebietes, man muss es nur machen. In der Folge ein Auszug aus der Seite https://Klimaneutralität.eu
https://Klimaneutralität.eu
In der Folge nun 15 Kapitel zum Thema
1. Klimaneutralität und Energieunabhängigkeit Europas für Jahrtausende
5. Sicherheit und Netzstabilität durch hunderte Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland
Aber auch wenn Europa durch Investitionen in Solar- und Windparks in Nordafrika investiert hat und auf Energieimporte aus Russland komplett verzichten kann, können wir trotzdem in Europa die klimaneutrale Energieversorgung, wie Wasserkraft, Windenergie und vorhandene Atomkraftwerke, aber auch Pumpspeicherkraftwerke nutzen, um Zeiten ohne hinreichende Lieferung bei Nacht, ohne Sonneneinstrahlung, ausgleichen zu können. Denkbar ist auch, dass parallel neue schnell zuschaltbare und mit Wasserstoff betriebene Gaskraftwerke für eine Spitzenlastabdeckung vorgehalten werden. Dies vor allem deshalb, weil Deutschland, die für gigantische Pumpspeicherkraftwerke im Ruhrgebiet vorhandenen ausgekohlten Bergwerke, vorab die Schächte, schon weitgehend verschlossen hat. Eine überzeugende erfolgreiche Doktorarbeit an der Ruhruniversität Bochum, zur Nutzung der ausgekohlten Bergwerke für Pumpspeicherkraftwerke, wurde im politischen Umfeld nicht beachtet.
Unter Spektrum.de 9. KW 2014 wird das „Kraftwerk im Bergwerk“ erstmals mit wissenschaftlichem Anspruch beschrieben.
Mehrere hundert Pumpspeicherkraftwerke, unter Ausnutzung der ausgekohlten Bergwerke im Ruhrgebiet, in denen sowieso permanent als Ewigkeitsaufgabe Wasser abgepumpt und den Flüssen zugeführt werden muss, hätte ganz Deutschland und auch noch die Nachbarländer, bei Bedarf, mit Strom in Spitzenlastzeiten versorgen können. Das aber nur, wenn der Strom für den Betrieb der Pumpen in Nordafrika solar für 3,5 Cent je KWh erzeugt und über UHGÜ-Leitungen durchs Mittelmeer ins europäische Verbundnetz eingespeist wird. Ob die noch vorhandenen gigantischen Hohlräume unter der Erde, die durch die ca. 84 Milliarden Tonnen geförderte Kohle entstanden sind, noch für Pumpspeicherwerke nutzbar sind, kann untersucht werden, wenn die ideologischen Hindernisse neutralisiert sind. Dies zu untersuchen, lohnt sich, weil die Hohlräume sehr wahrscheinlich deutlich über 80 Milliarden Kubikmeter umfassen, die für hunderte Pumpspeicherkraftwerke als unteres Speicherbecken genutzt und die bereits angebundenen Flüsse, das für die Stromerzeugung nicht benötigte Wasser als oberes Speicherbecken aufnehmen. Das riesige unterirdische Volumen von 80 Milliarden Kubikmeter kann reichen, um in einem ersten Schritt mehrere hundert Pumpspeicherkraftwerke für die Versorgung ganz Europas in Deutschland einfach zu installieren sind. Einfach deshalb, weil nur die Generatoren für die Stromgewinnung erforderlich sind. Die Wasserableitung aus den Bergwerken in die Flüsse läuft bereits als Jahrhundertaufgabe im gesamten Ruhrgebiet mit ca. 600 Pumpengruppen deren Kapazität je nach Nutzung der Fallhöhe zur Stromgewinnung erhöht werden muss. Dass es möglich sein wird, diese Pumpengruppen nur in der Nacht mit überflüssigem Strom zu betreiben, gilt bei dem riesigen Volumen von ca. 80 Milliarden Kubikmeter als sicher. Die Flüsse als oberes Speicherbecken hätten mit den zusätzlichen Wassermengen wegen der Weiterleitung ins Meer kein Problem.
Die Besonderheit wäre, dass der Raum für hunderte Pumpspeicherkraftwerke ohne zusätzlichen Flächenverbrauch bereits vorhanden wäre, weil die Flüsse das obere Speicherbecken darstellen und die ca. 80 Milliarden Kubikmeter unterirdischen Hohlräume das untere Speicherbecken bilden. Das wären dann die ersten Pumpspeicherkraftwerke, die im Flachland, direkt in den Städten unterhalb der Ballungsräume realisiert werden können. Eine Differenz von 900 m zwischen der Wasseroberfläche der Flüsse, als oberen Speicher und der Schachttiefe bis 1000 m lässt darauf schließen, dass mehrere Staustufen möglich sind und z.B. in einem Schacht der 1000 m tief ist, 2 Pumpspeicherwerke untereinander eingebaut werden können. Mit 300 Meter Wassersäule je Pumpspeicherwerk, sollte es wegen der Dimension z.B. des Wetterschachtes in Kamp-Lintfort reichen. Dass die Umnutzung ingenieurtechnisch geplant werden muss, ist selbstverständlich, zumal der Schacht schon 2012 stillgelegt aber nicht verfüllt wurde. Auch wenn viele der Schächte im Ruhrgebiet nicht mehr nutzbar sein sollten, die Hohlräume von 80 Milliarden Kubikmeter Volumen sind vorhanden und können für die Nutzung als Pumpspeicherkraftwerk erneut angebohrt werden.
Natürlich muss das Bergamt mit Fachleuten ohne ideologische Bindung ran, um sicherzustellen, dass sich wie bisher, die eventuell leicht wechselnden Wasserstände nicht zu Bergschäden entwickeln. Nachteilig entwickelt sich die verständliche Absicht der RAG für die Wasserhaltung Strom zu sparen. Das wird erreicht, mit einem Anstieg des Grubenwassers, näher an den Bereich des Grundwassers, ohne die Trinkwassergewinnung aus dem Grundwasser zu gefährden. Für den Betrieb von Pumpspeicherkraftwerken ist der steigende Grubenwasserspiegel schädlich, weil die Fallhöhe für die Stromgewinnung sinkt.
Bei einem Abschalten der 600 vorhandenen Pumpengruppen zur Grundwasserhaltung, würde sich das Ruhrgebiet auch komplett ohne Nutzung für Pumpspeicherkraftwerke in eine eher unbewohnbare Seenlandschaft verwandeln, aus der viele Millionen Einwohner umgesiedelt werden müssten. Die wenigen die bleiben hätten das Problem, dass Ihnen durch die Vermischung des Grubenwassers mit dem Grundwasser das Trinkwasser mit Tankwagen von außen zugeliefert werden muss.
Positiv ist durch die Lage der Stromgewinnung und die Gewinnung der Wärme aus dem ständig 30 Grad heißen Grubenwasser, dass das unterhalb des Ballungsraums mit ca. 10 Millionen Einwohner verbrauchernah geschieht.
Im vorstehenden Bild ist ein Schnitt der vorhandenen Schächte im Saarland abgebildet aus denen Grubenwasser bereits abgepumpt und über die Flüsse ins Meer geleitet wird. Es ist kein vernünftiges Argument zu erkennen, warum die extremen Fallhöhen in den noch offenen und zum Abpumpen genutzten Schächte nicht auch zur Stromgewinnung genutzt werden könnten, wenn der politische Wille da ist. Wer es derzeit versucht, muss dem Druck der Ideologen standhalten, für die eine sichere preiswerte Energieversorgung Teufelswerk ist.
Wasserhaltungsstandorte
An fünf Standorten wird derzeit Grubenwasser nach über Tage gepumpt und über Bäche und Flüsse abgeleitet. Insgesamt 18 Millionen Kubikmeter Grubenwasser werden so pro Jahr (Stand 2016) gefördert.
Wenn 18 Millionen Kubikmeter sowieso abgepumpt werden müssen, können das auch 50 Millionen Kubikmeter sein und 32 Millionen Kubikmeter für die Stromgewinnung verteilt über 365 Tage eingebracht und täglich wieder anteilig zum Beispiel mit dem hinreichenden nächtlichen Stromüberschuss hochgepumpt und den Flüssen zugeführt werden. Am Wasserstand muss sich im Durchschnitt für die Grubenwasserhaltung nichts ändern. Er sollte aber entgegen der jetzigen Praxis noch abgesenkt werden zwecks Gewinnung größerer Fallhöhen.
Ein positiver Umweltaspekt könnte sich einstellen, wenn 32 Millionen Kubikmeter frisches Flusswasser über Pumpspeicherkraftwerke in die Gruben eingebracht werden, würden sich die Schadstoffe, die aus dem Grubenwasser in die Flüsse eingebracht werden, auf eine größere Menge Wasser verteilen. Wenn dann noch die Wärme des Wassers über Wärmepumpen zum Heizen genutzt wird, es wäre gigantisch. 50 Millionen Kubikmeter auf 30 Grad C erhitztes Grubenwasser, dadurch könnte man mit dem Einsatz von Wärmepumpen sehr viel, fossile Energie nicht mehr verbrennen. Auch die RAG hat bereits an mehreren Standorten sichergestellt, dass die Wärme des Grubenwassers genutzt wird. Aber verglichen mit den Möglichkeiten, typisch Deutsch, alles sehr gemächlich.
Die Temperatur des Gesteins überträgt sich auf das Grubenwasser, das wiederum über einen Wärmetauscher einen separaten Frischwasserkreislauf erwärmen kann. Über den geschlossenen Wasserkreislauf erreicht diese Wärme dann den Abnehmer, während das Grubenwasser völlig getrennt davon über den Hauptstrom in die Vorfluter (also meist Flüsse) gelangt.
An den ehemaligen Zechenstandorten muss die RAG keine Bohrungen mehr vornehmen, um an das warme Wasser in der Tiefe zu gelangen. Im Ruhrgebiet können stattdessen die vorhandenen Schächte als Zugang zum Wasser dienen. Damit entfällt der größte Kostenfaktor, bei der wirtschaftlichen Nutzung von Erdwärme durch Geothermie.
Pilotprojekte gibt es bereits: Auf dem Gelände der Zeche Robert Müser in Bochum-Werne pumpt die RAG jedes Jahr zehn Millionen Kubikmeter Grubenwasser. Die Bochumer Stadtwerke installierten 2011 vor Ort Wärmetauscher und Leitungssysteme, um das Grubenwasser zur Beheizung umliegender Gebäude zu nutzen. Ein Jahr später gingen die Willy-Brandt-Gesamtschule, die Von-Waldthausen-Grundschule und die angrenzende Hauptwache der Bochumer Feuerwehr dank Grubenwasser ans Erdwärmenetz.
Die Technik bewährte sich bei dem Pilotprojekt und findet zukünftig auch an weiteren stillgelegten Bergwerken Einsatz. Die RAG untersucht weiterhin, welche Standorte hierfür in Frage kommen. Dabei konzentriert sich das Unternehmen im Ruhrgebiet auf die Standorte, an denen es auch auf lange Sicht das Grubenwasser hebt.
Ein Vorteil bei der Planung an allen Standorten besteht darin, dass es mögliche Abnehmer in der unmittelbaren Umgebung gibt. Bei der konkreten Umsetzung der Projekte baut die RAG auf eine enge Zusammenarbeit mit den örtlichen Energieversorgern. Doch fest steht bereits jetzt:
Die Energie, die im Grubenwasser steckt, kann nachhaltig einen Beitrag zur regionalen Energiewende leisten.
Grob gerechnet kann mit der dauerhaft vorhandenen Wärme des Grubenwassers vielleicht nicht das gesamte Ruhrgebiet aber wesentliche Anteile über Wärmepumpen mit Heizenergie versorgt werden. Die Stadtwerke Bochum hat 2024 die ersten Tiefenbohrungen in 340 und 820 Metern abgeschlossen, um mit der thermischen Energie im Grubenwasser 70 Hektar Gewerbepark (früheres Opelwerk) zu beheizen. Der Strom sollte sowohl für den Betrieb der Wärmepumpen, als auch für den Betrieb der bereits vorhandenen Pumpengruppen mit Solarstrom aus Nordafrika oder mit nicht benötigtem Nachtstrom bereitgestellt werden. Besser wäre es gewesen, wenn die Stadtwerke Bochum sich an ein Pumpspeicherkraftwerk herangetraut hätte. Die haben das technologische Wissen, um das vernünftig geplant hinzubekommen.
In Aachen nutzt die Energeticon gGmbH das Grubenwasser für die Gebäudeheizung mit einem Wärmetauscher bisher erfolgreich. Das Problem sind jedoch die hohen Strompreise zum Betrieb der erforderlichen Wärmepumpe. Ein Pumpspeicherkraftwerk unter Nutzung der Fallhöhe bis zum Grubenwasser wäre da, wenn es ingenieurtechnisch geplant wird, sehr sinnvoll, noch besser ist aber der Stromimport aus Nordafrika.
Wenn typische Bedenkenträger in Deutschland glauben, dass es nicht funktioniert, sollten die sich von Wien Energie oder Rheinenergie AG in Köln beraten lassen. In Wien wird gerade eine riesige Wärmepumpe, für die sichere Beheizung von 25.000,00 Haushalten mit Fernwärme gebaut. Von der Rheinenergie ist eine Wärmepumpe der MAN in Betrieb gegangen, die 50.000 Wohnungen mit Heizenergie versorgt und dem Rheinwasser die Wärme entzieht.
Im Hinblick auf das verfügbare Energiepotential kann dabei für die sechs zukünftigen Wasserprovinzen im Bereich des Ruhrgebiets festgehalten werden, dass an den Standorten der zukünftigen zentralen Wasserhaltung – und hier aufgrund der recht guten Temperaturen (ca. 30 °C) und der großen Fördervolumina insbesondere in Walsum (Fördermenge ab 2020 ca. 8 Mio. m³ pro Jahr) und in Lohberg (Fördermenge ab ca. 2035 rd. 43,8 Mio. m³ pro Jahr) – attraktive Nutzungen erfolgen könnten, wenn man es denn endlich macht.
Unabhängig davon kann man dennoch das Thermalwasser im Oberrheingraben erbohren. Es ist wesentlich aufwändiger, weil es im Ruhrgebiet oder im Saarland bereits nutzbare Schächte gibt. Im Oberrheingraben rechnet es sich nur dann, wenn dort das im Wasser enthaltene Lithium wirtschaftlich sinnvoll gewonnen werden kann.
Selbst als Wärmespeicher oder für die stoffliche Nutzung ist das Grubenwasser geeignet. Im Grubenwasser sind gewinnbare Stoffe enthalten, zu deren Abscheidung noch keine sicheren Aussagen möglich sind.
Nicht wirtschaftliche oder umweltschädliche Energieerzeuger sollten in Europa mit steigendem Angebotsüberschuss aus Nordafrika langfristig abgeschaltet werden. Strom über Solarenergie in Deutschland zu erzeugen war und ist ein aufwendiger Subventionsirrsinn, der unter Konkurrenz mit der Solar- und Windenergie aus Nordafrika keine Zukunft hat. Anders ist das bei der Windenergie zu bewerten.
MfG Adolf Krohn, 54649 Waxweiler