Auf Abwärme

Katharina Wolf

Es sind aufregende Wochen in Bochum im Winter 2021/22: Am neuen Gewerbegebiet Mark 51°7 frisst sich eine riesige Bohranlage in die Erde. Das Ziel: zwei Stollen der 1958 stillgelegten Zeche Dannenbaum, 340 Meter und 860 Meter tief.

„Auf diese Entfernung einen Stollen mit drei Metern Durchmesser zu treffen, ist keine Kleinigkeit“, erinnert sich Jochen Raube, Projektleiter Geothermie Mark 51°7 bei den Stadtwerken Bochum. Zumal die Strecke nicht senkrecht nach unten führte, sondern das Ziel in 800 Metern Tiefe gut 250 Meter vom Ausgangspunkt entfernt lag. Doch die Bohrung verlief erfolgreich und so kann künftig für das Mark eine innovative Wärme- und Kältequelle genutzt werden: Grubenwasser.

Bis 2045 will Deutschland klimaneutral sein. Für Stadtwerke bedeutet dies: Innerhalb der kommenden 20 Jahre muss die Wärmeversorgung emissionsneutral funktionieren. Damit rückt die Fernwärme in den Blickpunkt, die gerade in dicht besiedelten Gebieten Öl- und Gasheizungen ersetzen kann. Und auch für die zentrale Versorgung gilt: Die Quelle muss CO₂-neutral sein.

Grubenwasser als Folge des Bergbaus

Offenheit für neue Lösungen ist daher gefragt – wie in Bochum, wo man gewissermaßen aus einem Schaden Nutzen ziehen will. Im gesamten Ruhrgebiet muss als Folge des Bergbaus Grubenwasser abgepumpt werden. Ohne den dauerhaften Betrieb von Pumpen und Poldermaßnahmen stünden heute weite Teile des Ruhrgebiets unter Wasser, beschreibt die RAG-Stiftung, zuständig für die sogenannten Ewigkeitsaufgaben im Westen Deutschlands, die Situation. 70.000.000 Kubikmeter sind das allein im Ruhrgebiet jedes Jahr.

Doch das Grubenwasser bietet auch eine Chance, denn es ist warm. Und als in Bochum eine Versorgung für das Gewerbegebiet auf dem Gelände des geschlossenen und abgerissenen Opel-Werks, genannt Mark 51°7 nach dem Breiten- und Längengrad, gesucht wurde, setzten sich schon 2017 die Anhänger der innovativsten Lösung durch: Wärme und Kälte aus Grubenwasser.

Die Wärme wird nicht wieder so billig wie vor der Gaskrise und ab 2040 gibt es kein Erdgas mehr.

Die zwei Bohrungen liefern dazu passend aus der tiefen Entnahmestelle 28 °C warmes Wasser und 16 °C kühles Wasser aus der oberen. In insgesamt drei Energieversorgungszentralen arbeiten Wärmepumpen, die das Grubenwasser je nach Bedarf hoch- oder heruntertemperieren. Anschließend fließt das Wasser wieder in die Tiefe. Mehr als 75 Prozent des Wärme- und Kältebedarfs der angeschlossenen Kunden können ab Sommer dieses Jahres so gedeckt werden. „Der Rest kommt aus dem Fernwärmenetz und aus konventionellen Kälteanlagen“, erklärt Raube.

Wärmenetz der fünften Generation

Doch nicht nur die doppelte Nutzung des Grubenwassers als Wärme- und Kältequelle macht das 55-Millionen-Euro-Projekt besonders. Es umfasst auch das erste Wärmenetz der fünften Generation in Deutschland. Anders als klassische Fernwärmenetze gibt es keine festen Vorlauf- und Rücklaufverbindungen, sondern die Wärme- und Kälteleitungen zwischen insgesamt drei Energiezentralen funktionieren in beide Richtungen. „Die Wärmepumpen erzeugen ja selbst Abwärme oder -kälte“, erläutert Raube. Wird sie nun an einer anderen Energiezentrale gebraucht, kann sie eingespeist und über die warme oder kalte Leitung dorthin transportiert werden. „Wir rechnen damit, dass wir so rund 15 Prozent der benötigten Wärme und Kälte über das Verschieben und nicht über das Grubenwasser gewinnen können“, sagt der technische Leiter. Sicherheit gibt den Stadtwerken, dass sich die Käufer der neu erschlossenen Grundstücke per Grundbucheintrag verpflichteten, sich anschließen zu lassen. „Die erwarteten Preise waren einzusehen“, so Raube. „Aus Kundensicht sind die Preise mit den üblichen Fernwärmetarifen in Bochum vergleichbar.“

Konverter-Abwärme

400 Kilometer weiter westlich, in Deutschlands tiefster Gemeinde, haben die Stadtwerke eine ganz andere Lösung für dieselbe Aufgabe gefunden. „Wilster ist zwar mit 4.000 Einwohnern eine kleine Stadt, aber eng bebaut, und der Denkmalschutz spielt eine große Rolle“, sagt Yannick Schimmel, Bereichsleiter Transformation bei den zuständigen Stadtwerken Wilster. Wärmepumpen haben daher in der kommunalen Wärmeplanung, die Wilster freiwillig schon 2024 fertiggestellt hat, in der Innenstadt keine Priorität. Stattdessen soll ein Fernwärmenetz einen Großteil der alten Häuser heizen – und auch hier ist Abwärme die Quelle: Der neue Konverter Wilster, Teil der Stromautobahn Suedlink, soll sie liefern.

28 Grad Celsius misst die Wassertemperatur des Grubenwassers, das die Geothermie in Bochum zutage fördert

In Konvertern wird Wechselstrom in Gleichstrom und umgekehrt umgewandelt. Bei diesem Prozess entsteht Wärme, die normalerweise in die Umgebung entweicht. Eine Machbarkeitsstudie, die die Stadtwerke zur Umsetzung der Wärmeplanung in Auftrag gaben, identifizierte die Konverter-Abwärme als die optimale Wärmequelle. Tennet wiederum soll für die technischen Voraussetzungen sorgen, um eine Auskopplung der Abwärme-Kapazitäten zu ermöglichen. Für 2027 ist der Beginn der Bauarbeiten für das Fernwärmenetz geplant, ab 2029 sollen dann die Kunden in einem ersten Kerngebiet versorgt werden.

Private Haushalte müssen mitmachen

„Für die Investition ist entscheidend, dass wir drei große Ankerkunden gewinnen“, sagt René Quurk, Werkleiter Stadtwerke Wilster. Immerhin 20 Millionen Euro muss das Stadtwerk in die Hand nehmen, hinzu kommen 13 Millionen Euro Fördermittel. Doch auch die privaten Haushalte im Kerngebiet müssen mitmachen und zusagen, sich an das Netz anschließen zu lassen. „Da sind die Reaktionen durchwachsen“, sagt Elina Hesse, seine Stellvertreterin. „Viele haben Sorgen, dass sie sich jetzt festlegen müssen, ohne die konkreten Preise zu kennen.“ Mit viel Überzeugungsarbeit und Transparenz wollen die Stadtwerke überzeugen. „Wir können keine Preise in zehn Jahren garantieren, aber wir gehen von Gestehungskosten zwischen 18,5 und 21,5 Cent pro Kilowattstunde aus“, betont Quurk.

Er ist optimistisch, bis 2038 nicht nur das Kerngebiet, sondern auch zwei weitere Teile der Stadt anschließen zu können: Zu einer Informationsveranstaltung kamen mehr als 200 Teilnehmer – bei 4.000 Einwohnern. „Wir haben nicht das Ob, sondern mehr das Wie und Wann diskutiert“, berichtet Quurk. Voraussetzung dafür seien aber mehr Unterstützung und Ehrlichkeit auf Seiten der Landes- und der Bundespolitik. „Die Wärme wird nicht wieder so billig wie vor der Gaskrise und ab 2040 gibt es kein Erdgas mehr, das müssen wir den Menschen klarmachen, damit sie jetzt die richtigen Entscheidungen treffen können“, sagt er. Gleichzeitig wünscht er sich finanzielle Absicherung durch Bürgschaften und einen klaren Rechtsrahmen. „Es sind noch zu viele Fragen offen, aber die Investitionen müssen jetzt kommen, damit wir die Ziele auch erreichen können.“

Foto: STWB