Mit Sommerwärme im Winter heizen

Die Ruhr-Universität Bochum produziert eine riesige Menge Abwärme, die derzeit einfach ungenutzt entweicht: Rund ums Jahr müssen etwa Serverräume und Labors klima­tisiert werden, das Blockheiz­kraftwerk verfügt allein über zwei Kühltürme, und das ist noch lange nicht alles. „Da wird eine wahnsinnige Menge an Energie verschwendet“, sagt Tobias Licha, Leiter der Arbeitsgruppe Hydrogeochemie in der Fakultät für Geowissen­schaften der Ruhr-Universität Bochum. Wäre es nicht schön, wenn man all diese Energie aufheben könnte bis zum Winter und sie dann zum Heizen nutzen könnte? Diese Vision treibt ihn an. Im Projekt Winzer, kurz für „Wärmespeicherung in den Zechen des Ruhrgebiets“, kooperiert er mit Mathias Nehler von der Fraunhofer-Einrichtung für Energie­infrastrukturen und Geothermie IEG.

Seit 2022 befasst sich das Projektteam damit, die ehemalige Kleinzeche unterhalb des Campus des Fraunhofer IEG als natürliche Wärmflasche zu verwenden. Das Prinzip ist einfach: Man entnimmt der Zeche Grubenwasser, heizt es über Wärmetauscher mittels Abwärme oder Sonnenenergie auf und pumpt es in die alten, ungenutzten Bergwerks­schächte zurück. Hier erhitzt es das umgebende Gestein, das die Wärme lange speichern kann. Wird die Wärme im Winter zum Heizen gebraucht, holt man das warme Wasser aus der Zeche heraus und entzieht ihm die Wärme wiederum über den Wärmetauscher.

Bevor die Forschenden Wärme in der Zeche zu speichern versuchen, wollen sie das zu erwartende Potenzial und die möglichen Heraus­forderungen genau untersuchen, die das Verfahren mit sich bringen könnte. Mathias Nehler untersucht Gesteins­proben daraufhin, wie sie sich verhalten, wenn sie zyklisch erwärmt und abgekühlt werden. Tobias Licha schaut sich an, was mit den Kohleüberresten passiert, die noch in den Zechen lagern. Proben werden im Labor wochenlang durchgespült, und das Wasser wird danach genauestens analysiert. 

Allererste Tests, warmes Wasser in die Zeche zu bringen, haben im Sommer 2023 stattgefunden. Im kommenden Frühjahr werden die Forschenden früher beginnen, warmes Wasser in die Zeche zu pumpen. Ihr Ziel sind zunächst 35 Megawatt­stunden im Jahr 2024 testweise einzuspeisen, was etwa dem Jahresbedarf eines Durchschnitts-Haushalts entspricht. Beide Forscher sind überzeugt, dass solchen maßgeschneiderten, innovativen Lösungen auf der Ebene von Quartieren bei der Energiewende eine bedeutende Rolle zukommt. „Wir schauen schon auf die Zeche Dannenbaum unter dem Gelände Mark 51°7, da sind die Gegeben­heiten zwar anders, aber unsere Ergebnisse lassen sich darauf übertragen“, erklärt Mathias Nehler. Und gerade im Ruhrgebiet gibt es so viele Zechen und Industrie, die Abwärme produziert, dass das Konzept für viele Standorte aussichtsreich erscheint.

RUB / JOL