Nutzung grundwassererfüllter bergbaulicher Hohlräume als thermische Energiespeicher

Projektleiter

• Prof. Dr. Traugott Scheytt (Gesamtprojekt)
• Dr.-Ing. Thomas Grab (Teilprojekt Thermodynamik)
• Prof. Dr.-Ing. Tobias Fieback (Teilprojekt Thermodynamik)

Projektbearbeiter

• Dipl.-Wi.-Ing. Lukas Oppelt (Teilprojekt Thermodynamik)
• MBA. Timm Wunderlich (Teilprojekt Thermodynamik)
• M.Sc. Tom Ebel (Teilprojekt Thermodynamik)

Projektzeitraum

• 01.07.2022 - 30.06.2025

Über das Projekt

Hintergrund

Deutschland wurde über Jahrhunderte durch den Bergbau geprägt. In 14 von 16 Bundesländern existieren stillgelegte Bergwerke und diese können potenziell als Energiespeicher genutzt werden (Aquifer Thermal Energy Storage = ATES). Die Energiespeicherung in Aquiferen (z.B. grundwassergefüllte bergbauliche Hohlräume) birgt sehr große Chance, konnten bisher aber noch nicht dauerhaft funktionstüchtig umgesetzt werden. Die Nutzung von Bergwerken als ATES bietet dabei verschiedene Vorteile, z.B. kann durch die große Wassermenge im Bergwerk theoretisch sehr viel Wärme oder Kälte eingespeichert werden. Zudem ist die Grubengeometrie aus Rissen meist ableitbar und das Fündigkeitsrisiko damit gering.

Projekt MineATES

Ziel des Projektes MineATES ist es einen Leitfaden zu entwickeln, der es ermöglicht Grubenwasserstandorte anhand überschaubarer Eingangsparameter wie z.B. Volumenstrom, Temperatur und Besiedlungsdichte hinsichtlich des Potenzials als Wärme- bzw. Kältespeicher zu charakterisieren. Dabei werden die folgenden Punkte miteinander kombiniert:

• In-Situ-Monitoring im Untergrund an drei Reallaborstandorten zur Bestimmung und Analyse der thermischen, hydraulischen und hydrogeochemischen Auswirkungen der Energiespeicherung auf das Grubenwasser und das umliegende Gestein
• Pilotskala-Experimente zur Schnittstelle Wärmeübertrager, um die Effizienz der bergbaulichen ATES systematisch zu bewerten und Empfehlungen für optimiertes Wärmeübertragerdesign ableiten zu können
• Entwicklung und einsetzen von adaptiven numerischen Simulationstools zur Ergänzung der Experimente und zur einfachen Charakterisierung der Grubenstandorte
• Untersuchung des dynamischen Verhältnisses zwischen Wärme-/Kälte-Dargebot und –Nachfrage (potenzielle speicherbare Wärme- und Kälteüberschüsse sowie mögliche Abnehmer der gespeicherten Energie)

Beteiligte Projektpartner

Seitens der TU Bergakademie Freiberg ist der Lehrstuhl für Hydrogeologie und Hydrochemie (Koordinator), der Lehrstuhl für technische Thermodynamik und der Lehrstuhl für Bodenmechanik und Grundbau beteiligt. Das Konsortium vervollständigen die DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH aus Leipzig.

Projektkonsortium

Weiterführende Informationen finden Sie auf der Geothermie-Website des Lehrstuhls für Technische Thermodynamik