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Klimafreundlich Heizen mit Grubenwasser

Das in Bergbaugebieten anfallende Grubenwasser ist eine nutzbare Wärmequelle

Zeche
Nach Ende des Steinkohle-Bergbaus im Ruhrgebiet muss das Grubenwasser weiterhin abgepumpt werden – doch man könnte es zum Heizen nutzen. © Michael Boeckling/ iStock

Wärme aus dem Untergrund: Das Grubenwasser aus ehemaligen Bergbauregionen kann zum klimafreundlichen Heizen genutzt werden, wie eine Pilotstudie belegt. Demnach eignen sich mindestens drei Orte im Ruhrgebiet für eine solche Wärmegewinnung aus dem Untergrund. Die Temperatur des Grubenwassers reicht dort aus, um über Wärmepumpen Gebäude und ganze Viertel zu heizen – ein Modell auch für andere Bergbaugebiete.

Die Ära des Kohleabbaus ist im Ruhrgebiet seit 2018 endgültig vorbei. Doch in den stillgelegten Schächten und Gängen sammelt sich noch immer Grubenwasser, das ständig überwacht und abgepumpt werden muss – jährlich sind dies rund 70 Millionen Kubikmeter. Das soll verhindern, dass sich das oft verunreinigte Wasser mit dem Grundwasser mischt. Das Grubenwasser ist rund 20 bis 30 Grad warm und wird bisher ungenutzt in Lippe, Ruhr und Rhein abgeleitet.

GRubenwasser
Bisher wird das Grubenwasser aus der Bochumer Schachtanlage Robert Müser weitgehend ungenutzt in Gewässer abgeleitet. © Marc-André Aßbrock/CC-by-sa 4.0

Wärmequelle für Gewerbe und Wohngebiete

Das aber soll sich künftig ändern: „Das Projekt Grubenwasser Ruhr hat sich zum Ziel gesetzt, eine klimafreundliche Energieversorgung durch die Nutzung vorhandener Bergbauinfrastruktur zu realisieren“, erklären Hermann-Josef Wagner von der Ruhr-Universität Bochum und sein Team. Sie haben untersucht, wie und wo man das Grubenwasser im Ruhrgebiet zum Heizen nutzen könnte.

„Die Temperatur des Grubenwassers reicht für viele Gebäude in Gewerbegebieten aus, zum Beispiel Lager“, erklärt Wagner. Aber auch ganze Neubausiedlungen könnten über diese Wärmequelle aus dem Untergrund beheizt werden. Direkt einsetzen lässt sich das warme Wasser in Niedertemperaturheizungen – Fußboden- oder Wandheizungen, deren große Fläche die geringe Temperatur wettmacht. Alternativ können Wärmepumpen die Temperatur erhöhen.

Drei Standorte im Ruhrgebiet geeignet

Allerdings gibt es einen Haken: Nutzbar ist das Grundwasser nur dort, wo es an die Oberfläche gepumpt wird oder wo die unterirdischen Reservoire für Wärmepumpen oder Sonden zugänglich sind. Zudem ist die Reichweite solcher Heiztechniken auf rund fünf Kilometer Umkreis beschränkt. Wagner und sein Team haben deshalb für das Ruhrgebiet untersucht, wo es geeignete Standorte gibt.

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Das Ergebnis: Zumindest an drei Orten im Ruhrgebiet ist das Grubenwasser praktisch zum Heizen nutzbar – in einem Gewerbepark in Bochum, dem neuen Stadtquartier „Wasserstadt“ in Kamen-Bergkamen und einem Neubaugebiet in Essen. Bei Letzterem handelt es sich um Viertel im ehemaligen „Kruppgürtel“ von Essen, das in der Nähe eines Grubenschachts liegt. Künftig soll dort die Hälfte der Grundlast-Wärmeversorgung über das Grubenwasser gedeckt werden.

Von Schulheizung bis Stadtquartier

Im Bochumer Gewerbegebiet trägt das Grubenwasser schon seit 2013 zur Heizung von zwei Schulen und einer Feuerwache bei. Durch eine Ergänzung mit Wärmepumpen könnte dies ausgebaut werden. „Für einen möglichen Kunden mit einer beheizten Fläche von circa 3.500 Quadratmetern können durch Einsatz einer mit Grubenwasserwärme betriebenen Wärmepumpe 40 Tonnen CO2 pro Jahr im Gegensatz zu einer herkömmlichen Gasversorgung eingespart werden“, berichten die Forscher.

In Bergkamen wird zurzeit ein neues Stadtquartier gebaut, in dessen Energiekonzept das Grubenwasser bereits integriert ist. Ab 2023 sollen dort Tauchpumpen das warme Wasser aus gut 600 Meter Tiefe fördern und über ein Leitungsnetz im Viertel verteilen. 200 Häuser können so klimafreundlich mit Wärme versorgt werden. „Die Berechnungen zeigen, dass der Einsatz von Grubenwasser die CO2-Emissionen um 1.050 Tonnen pro Jahr gegenüber einer herkömmlichen Gasversorgung reduziert“, so Wagner und sein Team.

Option auch für andere Bergbaugebiete

Nach Ansicht der Forscher demonstrieren diese Beispiele, dass Grubenwasser lokal durchaus einen Beitrag zur Wärmeversorgung leisten kann. „Im Grunde ist Grubenwasser weltweit interessant“, erklärt Wagner. Gerade bei Neubauten könnte sich die Nutzung auch in anderen ehemaligen Bergbauregionen weltweit lohnen. Darüber hinaus lasse sich die Technologie auch auf andere Grund- und Abwasserarten anwenden.

Neben dem klimafreundlichen Heizen hätte dies noch ein weiteres Umweltplus: Nachdem das Wasser seine Wärme an Gebäude abgegeben hat, fließt es kälter in die Flüsse ab. Das kommt auch dem Gewässer und seinen Bewohnern zugute. (Projekt Grubenwasser-Ruhr, Abschlussbericht)

Quelle: Ruhr-Universität Bochum

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