Reiche Zeche Freiberg

Seit dem 12. Jahrhundert wurde in Freiberg nach Silber geschürft. Die Bergstadt in Mittelsachsen lieferte zu Zeiten des aktiven Bergbaus 80 % des sächsischen Silbers. Heute ist das Vorkommen nahezu vollständig abgebaut. Was bleibt sind die mit Freiberg verbundenen Bergbautraditionen und viele Kilometer unterirdischer Strecken, Schächte und Stollen. Die TU Bergakademie Freiberg verfügt mit der "Reichen Zeche" als deutschlandweit einzige Universität über ein intaktes Bergwerk für Lehr- und Forschungszwecke.
 
Mit der kontrollierten Stilllegung und Flutung der Grube nach Einstellung der Erzförderung eroberte die Natur Teile davon zurück. Schächte und Strecken, durch die einst Bergleute fuhren sind heute mit Wasser gefüllt. Das Wasser besteht dabei teilweise aus oberflächlich eingetragenen Niederschläge und anderseits aus Tiefenwässern. Durch eingebrachte Schächte kann tiefes Grubenwasser aufsteigen. So wird zum Beispiel aus dem Hauptschacht der Himmelfahrt Fundgrube, dem Schacht Reiche Zeche, Erdwämre aus rund 750 m Teufe bis 228 m unter die Erdoberfläche transportiert. Diesen Punkt erreicht das Grubenwasser das ganze Jahr über mit konstanten 19 °C. Hier fließt es einem kühleren unterirdischen Entwässerungsstollen, dem Rothschönberger Stolln zu. Dies macht sich die Geothermieanlage der Reichen Zeche für den Heizbetrieb zu Nutze [1,2].
Grubenwassergeothermieanlage Reiche Zeche Freiberg (Grafik: TU Bergakademie Freiberg)

Im Winter wird das 19 °C warme Grubenwasser angesaugt und in einen von zweiuntertägigen Wärmeübertragern gepumpt. Nach der Wärmebertragung auf einen Zwischenkreislauf wird die Energie über Tage transportiert. Hier wird der Wasserstrom aufgeteilt. Das Temperatur des einen Teils wird mit entsprechender Wärmepumpentechnik auf ca. 60 °C angehoben. Der andere Teil wird zur Kühlung der PC-Pools und Serverräume verwendet. Im Sommer schaltet sich die Anlage um und befördert 14 °C kühlere Wasser des Rothschönberger Stollens über Tage. Das Wasser kühlt damit energiesparend mehrere Labore, Serverräume und Büros. Mit den beiden verbauten Wärmepumpen kann eine Heizleistung von 175 kW erreicht werden. Bei der direkten Verwendung des 14 °C kalten Wassers aus dem "Rothschönberger Stollen" kann mit 100 kW gekühlt werden [1,2].

Sommerbetrieb (Kühlmodus)

  • Ansaugen von Wasser aus dem „Roth­schön­berger Stol­len“ zur über­wiegenden Kälte­versorgung
  • Rückführung des erwärmten Gruben­wassers in den „Roth­schön­berger Stol­len“ mit ausreichend Abstand zur Entnahme­stelle
  • direkte Kühlung von Laboren, Server­räumen und Büros

Winterbetrieb (Heizmodus)

  • Nutzung von Wasser aus dem Schacht „Reiche Zeche“ zur über­wiegenden Wärme­versorgung
  • Wärmepumpen erhöhen das Temperatur­niveau zur Beheizung und Warm­wasser­versorgung
  • Kältebedarf von Laboren und Servern auch im Winter
  • Unterstützung der Kühlung durch kalten Rück­lauf der Wärme­pumpen

Literatur

[1] Schrön M., Dubiel J. (2016): Evaluierung einer Geothermieanlage zur Nutzung von Grubenwasser für Heizung und Kühlung auf dem Gebiet der Reichen Zeche, Projektarbeit, Technische Universität Bergakademie Freiberg
[2] Grötzsch S, Kleutges J.(2011): Geothermieanlagen zur Grubenwassernutzung für Heizung und Kühlung "Reiche Zeche" & "Schloss Freudenstein", Projektarbeit, Technische Universität Bergakademie Freiberg