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.

Projektinhalte

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)

Schwerpunkt des Lehrstuhls für technische Thermodynamik sind dabei die Untersuchungen am Wärmeübertrager sowie Betrachtungen zu möglichen Verbrauchern der gespeicherten Energie.

Projektkonzept MineATES

Projektkonzept MineATES

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.

Logo TU bergakademie Freiberg und Lehrstuhl TTD

Logo DBI GUT

Fördermittelgeber

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Ansprechpartner

Lukas Oppelt
Telefon: +49 (0) 3731 39-3277
Mail: Lukas.Oppelt@ttd.tu-freiberg.de

Veröffentlichungen

L. Oppelt, T. Grab, S. Pose, T. Storch, T. Fieback: Innovative heat exchanger design to avoid fouling, European Geothermal Congress 2022, 17-21.10.2022, Berlin

L. Oppelt, T. Wunderlich, T. Grab, S. Pose, T. Fieback: Effektive energetische Nutzung von Grubenwasser durch optimiertes Wärmeübertragerdesign, kassel22, 06-08.09.2022, Kassel

L. Oppelt, T. Ebel, T. Storch, T. Wunderlich, T. Grab, T. Fieback: Optimierte Wärmeübertragermaterialien für die energetische Nutzung von Grubenwasser in Kombination mit prädikativer Analyse. Thermodynamik-Kolloquium, 26. - 28.09.2022, Chemnitz

Eine Übersicht zu bisherigen Veröffentlichungen des Lehrstuhls finden Sie hier.

Studentische Arbeiten

Aktuell sind alle studentischen Arbeiten zum Thema Grubenwassergeothermie vergeben.

Weitere Themen finden Sie hier.

Projektpartner

Lehrstuhl für Hydrogeologie und Hydrochemie
Lehrstuhl für Bodenmechanik und Grundbau
DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH