Auswirkung eines Untertage-Pumpspeicherwerkes auf Grund-, Gruben- und Oberflächenwasser im Steinkohlebergbau

Marion Stemke1, Stefan Wohnlich
1 Angewandte Geologie, Ruhr-Universität Bochum

O 3.5 in Building and groundwater

15.04.2016, 11:45-12:00, Audimax B, Geb. 30.95

 

 

Der Ausstieg aus dem Steinkohlebergbau in Deutschland im Rahmen der Energiewende wird im Jahr 2018 abgeschlossen sein. Im Zuge der Stilllegung wird diskutiert, wie die vorhandene Infrastruktur der Bergwerke für zukünftige Zwecke genutzt werden kann. In Verbindung mit den vorhandenen Grubenbauen bieten sich Untertage-Pumpspeicherwerke zur Energiespeicherung an.

Pumpspeicherwerke stellen an sich eine bewährte Technologie dar, die jedoch immer auf Reliefunterschiede angewiesen sind. Die Funktion der Höhendifferenz können die existierenden Bergbauschächte übernehmen. Der Vorteil der Grubenbaue liegt darin, dass sie einerseits ein definiertes Speichervolumen haben (Strecken und Stollen), dieses jedoch andererseits durch das vorhanden Porenvolumen, Klüfte und die verstürzten Abbaubereiche („Alte Männer“) bei Bedarf erweitert werden kann.

Die Nutzung der Steinkohlenbergbaue des Ruhrgebiets als Untertage-Pumpspeicherwerke im offenen System, also die Einbeziehung des Gebirges als Speicherraum, hat auf Grund der z.T. hochsalinaren Grundwässer einen wesentlichen Einfluss auf die Grund-, Gruben- und Oberflächenwässer. Daher wurden im ersten Schritt die Gestein-Wasser-Wechselwirkungen mit Hilfe von Batch- und Säulenversuchen evaluiert. Die Ergebnisse flossen in PhreeqC-Berechnungen zu den sich einstellenden Mischwässern ein. Im zweiten Schritt wurden mehrere Verfahrensweisen betrachtet. Dazu gehören ein Durchfluss- und ein Kreislaufsystem am Standort Auguste Victoria. Das Durchflusssystem beschreibt das Einleiten von Oberflächenwasser in das Grubengebäude durch den Schacht 3 auf Auguste Viktoria und die Hebung des Mischwassers am Hebepunkt Fürst Leopold. Beim Kreislaufsystem dagegen wird das Oberflächenwasser am selben Standort eingeleitet und gehoben. Für beide Verfahren wurden die durch die Grund-, Gruben- und Oberflächenwassermischung entstehenden Wasserinhaltsstoffe evaluiert und die Auswirkungen für den Speichersee bzw. Flüsse in die das Mischwasser abgeschlagen wird betrachtet.



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