Skalenübergreifendes Modellierungskonzept für die numerische Modellierung geothermisch genutzter Standorte im Altbergbau

Torsten Seidel1, Christoph M. König1, Timo König1, Florian Hahn2, Isabella Nardini2, Rolf Bracke2
1 delta h Ingenieurgesellschaft mbH
2 Fraunhofer IEG Bochum

V 9.15 in Bergbau und Grundwasser

25.03.2022, 11:15-11:30, HS 3

Im Rahmen des Projektes „HEATSTORE - High Temperature Underground Thermal Energy Storage“  wurde eine Pilotanlage zur saisonalen Wärmespeicherung innerhalb der ehemaligen und nicht mehr zugänglichen IEG-Kleinzeche in Bochum errichtet. Die Konzeptidee sieht vor, saisonal anfallende solare Überschusswärme innerhalb des Grubengebäudes im Sommer einzuspeichern und für die CO2-neutrale Wärmeversorgung des IEG-Campus im Winter zu nutzen. Durch die untertägig in den verbundenen Grubenbauen stark erhöhten Wasserwegsamkeiten und das komplexe deutlich anthropogen überprägte Vorflutsystem übertage sind die hydraulischen und hydrogeologischen Wechselwirkungen weit größer als im Naturraum.  Zur Beantwortung der Fragestellungen hinsichtlich Lage, Dimensionierung sowie eines möglichen Einflusses auf die Grubenwasserhaltung wurde ein skalenübergreifendes Modellierungskonzept entwickelt. Das zu modellierende System wird dabei zunächst in den größeren regionalen Zusammenhang eingebunden. Ergänzend zu der regionalen Modellskala werden über Nahfeldbetrachtungen Materialparameter abgeschätzt und Störfallbetrachtungen eingeleitet. Mittels kleinskaliger Lokalmodelle wird die Ausbreitung im Lokalbereich des Grubengebäudes abgebildet und Rückschlüsse können aus Kluftverteilungen auf Durchlässigkeitswerte gezogen werden. Aufbauend darauf können mittels numerischer Simulationen realistische an den Wärme- und Kältebedarf angepasste Nutzungsszenarien betrachtet werden.

Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi.IIC6)

Skalenübergreifendes Modellierungskonzept (Modellierungssoftware SPRING)
Skalenübergreifendes Modellierungskonzept (Modellierungssoftware SPRING)



König, C., Becker, M., Diehl, A., Rosen, B., Rüber, O., Seidel, T., Werth, B., Zimmermann, C. (2021): SPRING Benutzerhandbuch, Ausgabe 4.1, ISBN 978-3-00-040369-9; delta h Ingenieurgesellschaft mbH; Witten



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