Projekte GeoMTES

GeoMTES

Das zentrale Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines technisch und wirtschaftlich umsetzbaren thermischen Speicherkonzeptes zur energetischen Nachnutzung der Bergwerke in Form einer thermischen Speicherung.

Ein saisonaler Wärmespeicher innerhalb eines ehemaligen Steinkohlebergwerks wurde in NRW und in Deutschland noch nicht umgesetzt, sodass hier das Geo-MTES (Mine Thermal Energy Storage) Projekt des Internationalen Geothermiezentrums (GZB) an der Hochschule Bochum (in Kooperation mit der RAG AG und delta h) eine Vorreiterstellung einnimmt. Das Forschungsprojekt Geo-MTES resultiert aus der „Förderinitiative Energiespeicher“, welches durch das BMWi, BMU und BMBF gemeinsam getragen wird. Das zentrale Ziel des Geo-MTES Projektes (Machbarkeitsstudie) ist die Entwicklung eines technisch und wirtschaftlich umsetzbaren thermischen Speicherkonzeptes zur energetischen Nachnutzung des Bergwerks Prosper-Haniel in Form einer thermischen Speicherung. Die Konzeptidee sieht vor, saisonal nicht nutzbare Abwärme aus Industrie- und Kraftwerksprozessen und/oder auf umliegenden Bergwerksbrachflächen erzeugte solare Wärme in das Grubengebäude einzuspeisen und bei Bedarf im Winterhalbjahr zur Wärmeversorgung von Gewerbe- und Wohnimmobilien ggfs. auch über bestehende Fernwärmenetze zu nutzen. Für die Etablierung solch untertägiger thermischer Speicher müssen im Grubengebäude entsprechende Infrastrukturmaßnahmen durchgeführt und geeignete Erschließungs- und Fördersysteme entwickelt werden. Voraussetzung hierfür ist das Vorhandensein eines noch vollständig zugänglichen und möglichst noch aktiven Bergwerks. Bis Ende 2018 ist das Steinkohlebergwerk Prosper-Haniel hierfür noch vollständig zugänglich, sodass gezielte Wärmespeicherkonzepte entwickelt und etabliert werden können. Als Grundlage eines saisonalen Wärmespeichers können innerhalb des Bergwerks Prosper-Haniel ungestörte Gebirgstemperaturen von 30 - 50º C genutzt werden, da die Abbaubereiche bis auf eine Teufe von über 1200 m reichen. Im Bergwerk Prosper-Haniel befinden sich 141 km Streckennetz und insgesamt 165 km2 Abbaugebiete, sodass großvolumige Wärmespeicher innerhalb des Grubengebäudes realisierbar sind.
Ein saisonaler Grubenwärmespeicher muss ein großes Volumen vorweisen können, da immense Wärmemengen zu speichern sind, er muss zuverlässig arbeiten, kostengünstig erstellt werden und in der Regel in bestehende Siedlungsstrukturen integriert werden können. An die Materialien und Aufbauten eines Grubenwärmespeichers werden hohe Anforderungen gestellt. Sie resultieren in erster Linie aus der gekoppelten Anforderung von hoher Temperaturbelastung, Feuchtebeaufschlagung und Querschnittsstabilität des Grubenraums. Die eingesetzten Materialien und Aufbauten müssen dabei sicherstellen, dass die Funktion über einen Zeitraum von 40 bis 50 Jahren gewährleistet ist, damit sich ein saisonaler Wärmespeicher wirtschaftlich amortisieren kann. Es bedarf eines Wärmelieferanten, der den Speicher mit Wärme belädt. Je nach Wärmeerzeuger und Anwendungsfall kommt es im Speicher bzw. im System zu unterschiedlichen Wärmeleistungen, Massenströmen und Temperaturniveaus. Alle betroffenen Komponenten (Speicherkonstruktion, Be- und Entladeeinrichtungen, Rohrleitungsdimensionen, Pumpen usw.) müssen für die vorgesehenen Betriebsweisen und eventuell daraus resultierenden Belastungen geeignet sein. Wird der Speicher durch mehrere Wärmeerzeuger beladen, muss auf eine sorgfältige Abstimmung der Wärmemengen, sowie Be- und Entladezeiträume der einzelnen Wärmeerzeuger geachtet werden. Außerdem sollen innerhalb dieser Machbarkeitsstudie die möglichen gesteinsphysikalischen Einflüsse, Veränderungen und Auswirkungen, die durch eine saisonale Wärmespeicherung auf das Gestein wirken, untersucht werden. Um eventuelle Georisiken zu registrieren und abschätzen zu können, wird ein seismisches, geochemisches und energetisches Monitoring für eine Pilotanlage konzipiert.

Beteiligte Hochschulen und Institute

Informationen zur Förderung und weitere Beteiligte

Förderkennzeichen: FKZ 03ET1193A