Innovative Kälte- und Wärmeversorgung mit Grubenwasser

Seit 2016 entsteht auf dem Innovationsquartier Mark 51°7 in Bochum eine klimafreundliche Wärme- und Kälteversorgung auf Basis von Grubenwasser. Zur Versorgung der Büro-, Gewerbe- und Forschungsgebäude wird Grubenwasser aus zwei unterschiedlich tiefen Stollen der ehemaligen Zeche Dannenbaum genutzt. Dafür haben die Stadtwerke Bochum gemeinsam mit dem Fraunhofer IEG zwei Bohrungen mit bis zu 820 Metern Tiefe abteufen lassen. Komplettiert wird die Versorgung durch Großwärmepumpen, Wärme- und Kältespeicher sowie einen zusätzlichen Anschluss an das Fernwärmenetz.

Herausforderung  

Um die Versorgung des Innovationsquartiers zukunftsfähig und möglichst unabhängig von Brennstoff- und Strompreisen umzusetzen, wurde die Nutzung von Grubenwasser als zentrale Wärmequelle für das System geplant. Die Nutzung von Grubenwasser ist allerdings noch keine gängige Standardlösung und komplex in der Umsetzung. Die besondere Herausforderung bei der Nutzung des Grubenwassers in Bochum war das Abteufen der Bohrungen durch die Infrastruktur der alten Zeche und das genau Treffen der geplanten Sohlen der alten Stollen.

Ziel des Projekts

Ziel ist es, eine erneuerbare Wärmeversorgung mit lokalen Quellen zu ermöglichen. Durch den ehemaligen Steinkohlebergbau der Zeche Dannebaum gab es die Möglichkeit diese zur Wärme- und Kälteversorgung zu nutzen. Durch das Grubenwasser sollen ca. 75 % des Wärme- und Kältebedarfs der Anschlussnehmenden gedeckt werden. Gegenüber einer konventionellen Versorgung mittels Erdgas- und Kompressionskältemaschinen können so jährlich etwa 3.200 t CO₂-Emissionen eingespart werden.

Besonderheit

Zur Wärme- und Kälteversorgung des Quartiers in Bochum wird das Grubenwasser in einem Stollen der alten Zeche in 340 Metern Tiefe zum Kühlen und in einem Stollen in 820 Metern Tiefe zum Heizen genutzt. Das Wasser erreicht Temperaturen von ca. 16° C im flacheren und 28 °C im tieferen Stollen. Das aus dem tieferen Stollen geförderte Wasser wird mithilfe von Großwärmepumpen weiter erwärmt, um Heizwärme bereitzustellen, während das aus dem flacheren Stollen geförderte Wasser mithilfe der Wärmepumpen zur Kälteversorgung genutzt wird.

Herausforderungen in der Umsetzung war unter anderem das Abteufen der Bohrungen, da sich im Untergrund die Stollen der ehemaligen Zeche auf verschiedenen Ebenen befinden, die nicht durchbohrt werden können. Risikoreich war das Erreichen der geplanten förderbaren Wassermenge, da erst nach Abteufen der Bohrungen und den anschließend durchgeführten Pumptests klar war, ob eine entsprechende Durchlässigkeit in den alten Stollen immer noch gegeben ist. Ebenfalls konnten erst während der Pumptests die tatsächlichen Grubenwassertemperaturen gemessen und mit den angenommenen Temperaturen verglichen werden.

Erfolge

Das Projekt zeigt auf besondere Weise, wie lokale Energien vor Ort nutzbar gemacht werden können. Das Engagement aller Beteiligten führt dazu, dass die ehemalige Bergbauinfrastruktur hier auch heute noch einen Beitrag zur Energieversorgung leisten kann. Von 2021 bis 2023 wurden die beiden Geothermiebohrungen abgeteuft, sowie die anschließenden Pumptests durchgeführt. Seit Mai 2023 wurde mit dem Bau der Energiezentrale Ost begonnen, welche die Energieversorgung des Quartiers vervollständigt. Das Projekt soll 2026 abgeschlossen sein.

Fazit

Die Nutzung von Grubenwasser in diesem Projekt kann als gutes Beispiel für die innovative Nutzung ehemaliger Bergbauregionen gesehen werden. Durch die Vielzahl von ehemaligen Bergwerken im Ruhrgebiet bietet sich die Nutzung der hier gewonnen Erfahrungen für zukünftige Projekte an. Das Projekt ist ein Leuchtturm für die ganze Region und kann als Anstoß für weitere Projekte dieser Art in Gebieten mit ehemaligem Bergbau dienen.