Das Ende des Kohlebergbaus ist in Deutschland schon lange beschlossene Sache. Doch was passiert mit den vielen Schächten, Gruben und Stollen danach? Immerhin bergen die stillgelegten Bergwerke ein enormes geothermisches Potenzial. Der übliche Temperaturgradient in der oberen Erdkruste beträgt circa 30 Grad pro Kilometer. Die Stollen in 2000 Meter Teufe heizen sich also ohne jedes Zutun auf ungefähr 60 Grad Celsius auf. Die schier unendlich weit verzweigten Grubengebäude stellen einen riesigen Wärmetauscher dar, würde man diese Volumina mit kühlem Wasser fluten.
Stillgelegte Bergwerke als geothermische Kraftwerke
Die Geothermie passt gut zur Energiewende, da das auf diese natürliche Weise erwärmte Wasser keinerlei Kohlendioxidemissionen verursacht. Warm ist unser Planet in der Tiefe immer, da braucht sich niemand um zu wenig Wind oder zu wenig Sonneneinstrahlung Sorgen machen. Entnommene Wärme wird sogar durch den natürlichen Zerfall der im Gestein enthaltenen radioaktiven Elemente Uran und Thorium nachgeliefert. Aus wirtschaftlicher Sicht sind die vorhandenen Strukturen im Sinne geothermischer Kraftwerke eine höchst interessante Herausforderung. Mit gewissen Einschränkungen gilt dies auch für tiefere Tunnelbauwerke, in denen die Formationswässer unter Druck bis zu 120 Grad Celsius heiß werden können. Schächte und Bohrungen sind noch weitestgehend intakt und eignen sich zur Nachrüstung für das Ansaugen heißen Wassers.
Die Idee ist nicht neu. Es gibt bereits viele Anlagen, in denen Wärme aus Bergwerken, Tunneln und sogar aus alten U-Bahnschächten via Wärmepumpen in größerem Stil zum Heizen von Gebäuden genutzt wird. In Bochum zum Beispiel wird die tiefe Wärme in zwei Schulen und ein Feuerwehrgebäude geleitet. In Alsdorf in der Nähe von Aachen gibt es die Grube Anna, deren warmes Grubenwasser ebenfalls verwendet wird. Der dortige Schacht Eduard führt immerhin 890 Meter tief in die Erde. Was hat man sich dort ausgedacht?
Ein Pilotprojekt für Nachahmer?
In Alsdorf kommt zum ersten Mal eine „Doppel-U-Sonde“ zum Einsatz. Die Sonde stellt einen abgeschlossenen, zirkulierenden Wasserkreislauf dar. Der Energieverbrauch der Pumpen hält sich hier in Grenzen. Das System besteht aus vier Leitungen aus Polyethylen, jede nur 7,5 Zentimeter im Durchmesser. Unbefüllt wiegen diese Leitungen ungefähr fünf Tonnen. Sie in den gefluteten Schacht herunter zu lassen, war nicht ganz einfach, weil ihr enormer Auftrieb überwunden werden musste. Also ließ man mit schwerem Gerät die mit Wasser befüllten circa 15 Tonnen schweren Schläuche hinab. Aber das Haupthindernis war der 153 Meter mächtige Betonpfropfen, mit dem der Schacht schon 1983 versiegelt worden war. Diesen zu durchbohren, verschlang sogar den größten Teil der Projektkosten. Bei anderen Anlagen dieser Art bieten sich die Luftschächte für solches Unterfangen an, um kostengünstiger agieren zu können.
Die Temperatur des Grubenwassers ist mit maximal 35 Grad eher „cool“, aber das ganze Jahr über nahezu konstant. Bei der Wärmepumpe kommt das Alsdorfer Grubenwasser mit 26 Grad Celsius an und wird sodann gleich auf mehr als 50 Grad Celsius gebracht. Beheizt wird damit das „Energiemuseum Energeticon“ einschließlich des gesamten Verwaltungstrakts. Das Museum wurde übrigens im Jahre 2014 direkt auf dem Grubengelände eröffnet. Die Leistung der Wärmepumpe beträgt 120 Kilowatt und erreicht eine Jahresarbeitszahl von 4,5.
Fazit
Gerade solche Bergwerksschächte bieten sich als geothermische Kessel für lokale Heizungen und Warmwasser an. Die Gemeinden rund um die alten Schächte sind also prädestiniert, über die Nutzung ihrer alten Bergwerke als geothermische Energiequellen ernsthaft nachzudenken. Allein im Aachener Revier und im Ruhrgebiet gibt es mehr als 60.000 Schächte und Stollen. Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV) ließ dazu die Potenzialstudie „Warmes Grubenwasser“ anfertigen mit dem beachtlichen Ergebnis, dass im Jahr 2035 jedes Jahr 1.300 Gigawattstunden elektrische Energie aus diesen ergiebigen Wärmetauschern herausgeholt werden könnten. Dies entspräche dem Energieverbrauch von 75.000 Einfamilien-Haushalten.
Die Forschung hat gerade erst damit angefangen, die Vorzüge des Untergrundes zu entdecken. Eine weiterführende Idee zielt jetzt in die Richtung, während des Sommers die Abwärme der Klimaanlagen in die Tiefe abzuleiten, um diese dann im Winter nutzen zu können. Eine derartige Anlage gibt es übrigens schon direkt unter dem Berliner Reichstagsgebäude.