Vortrag: Anwendungsbeispiele zur geothermischen Nutzung von untertägigen Infrastrukturen

[Lukas Birkhoff]

Florian Hahn
Fraunhofer IEG
Institution for Energy Infrastructures and Geothermal Systems
Am Hochschulcampus 1 IEG 44801 Bochum
www.ieg.fraunhofer.de
florian.hahn@ieg.fraunhofer.de

IEG-Grubenwärmespeicher: Das Forschungsvorhaben dient der Entwicklung eines untertägigen Hochtemperaturwärmespeichers in Kombination mit einer Hochtemperatur-Wärmepumpe zur Einbindung in bestehende Fernwärme-Infrastrukturen im Ruhrgebiet. Dazu werden die ehemalige und nicht mehr zugängliche Kleinzeche unter dem Bohrplatz des Fraunhofer IEG und das Fernwärmenetz Bochum-Süd genutzt.
Der Fokus der Pilotanlage liegt auf einer Test- und Betriebsphase des Grubenwärmespeichers sowie der Hochtemperatur-Wärmepumpe. Die gewonnenen Daten sollen für die Weiterentwicklung von tiefen Untergrundwärmespeichern im Ruhrgebiet genutzt werden. Die Konzeptidee sieht vor, saisonal anfallende Überschusswärme innerhalb des Grubengebäudes im Sommer einzuspeichern und für die CO2-neutrale Wärmeversorgung im Winter zu nutzen.
Für die Erschließung des Grubengebäudes wurde die institutseigene Bohranlage Bo.Rex (Bochum Research and Exploration Drilling Rig) für alle drei Bohrungen genutzt. Die Produktions- und Injektionsbohrungen sind in einer Teufe von 64 m GOK, in die tiefste Sohle der Kleinzeche gebohrt worden. Die bestehenden IEG Grundwasser-Messstellen werden für ein dichtes Überwachungsnetzwerks während des Testbetriebs genutzt. Hier werden Druck- und Temperaturdaten seit 2020 kontinuierlich gesammelt.
In den Jahren 1953 bis 1958 produzierte die IEG Kleinzeche insgesamt 37.043 Tonnen Kohle. Bei einer Kohledichte von 1,35 g/cm³ ergibt dies ein Hohlraumvolumen (ohne Strecken und Schächte) von 27.439 m³. Wird ein Resthohlvolumen von 10 % angenommen, so könnten innerhalb des Grubengebäudes bei einem ∆T von 50 K, eine Wärmemenge von 165 MWh/a im Grubenwasser eingespeichert werden. Dies entspricht circa dem jährlichen Wärmebedarfs des IEGs, der durch eingespeicherte solare Überschusswärme substituiert wird und somit eine CO2-neutrale Wärmebereitstellung darstellen könnte.


Präsentation:

20221007_SPRING Tagung.pdf