Deponierung

Thermische Nutzung von Haldenschwelbränden

Unkontrollierte Schwelbrände auf Abraumhalden von Kohlebergbauten haben aufgrund des Gasaustrags eine negative Auswirkung auf Umwelt und Klima. Langfristig gesehen ist zudem die Überwachung und die Sicherung von Wärmebereichen auf Abraumhalden kostenintensiv. Die Projektpartner untersuchen innerhalb des Vorhabens die Möglichkeiten einer thermischen sowie energetischen Nutzung von Haldenschwelbränden. 

 

Zusammenfassung

In Abraumhalden alter Kohletaugebauten können durch den Eintrag von Luft Haldenbrände eintreten. Bedingt durch einen Restkohleanteil stellen diese Schwelbrände ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar. Die Emissionen tragen außerdem zum Treibhauseffekt bei. 

Im Rahmen des Projekts untersuchen die Teilnehmer die thermischen Potentiale von Haldenschwelbränden hinsichtlich einer möglichen Nutzung der Wärmbereiche zur Wärme- und Stromerzeugung. Die Erprobung des Wärmeaustrags geschah mit drei Erdwärmesonden. Als Schüttmaterial für das Bohrloch wurde Sand verwendet, welcher allerdings eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist. 

Durch die Erträge aus der Wärmenutzung könnte eine Deckung der Kosten für die Haldensicherung finanziert werden. Zudem können durch die Wärmenutzung fossile Brennstoffe eingespart werden. Eine thermische Nutzung von Haldenschwelbränden wäre demnach nicht nur technisch machbar, sondern auch wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll. 

 

Ergebnisse:

  • Um Schwelbränden entgegen zu wirken, werden moderne Halden nach der Aufschüttung verdichtet, um die Gefahr der Selbstentzündung durch Oxidation gering zu halten.
  • Dem Rückgang der Vorlauftemperatur bei Haldenschwelbränden, kann mit einer Erhöhung der Sondenanzahl oder dem Einsatz von Wärmepumpen entgegengewirkt werden.
  • Aufgrund geringer Wirkungsgrade von 10% ist die Stromerzeugung aus Erdwärme nicht wirtschaftlich gegenüber der Wärmenutzung.
  • Eine Nutzung der Erdwärme als Heizenergie gelingt erst bei Temperaturen oberhalb von 70°C.
  • Die Messungen ergaben einen deutlichen Temperaturanstieg unterhalb einer Bohrtiefe von 10 m auf 100°C in der Tiefe von 25 m.
  • Die höchste im Untergrund gemessene Temperatur betrug 425°C.
  • Mit den drei Sonden konnte eine Gesamtleistung von 8 kW erreicht werden.
  • Die geförderte Abwärme ist nur für Direktbeheizung eines größeren Gebäudes sinnvoll nutzbar.
  • Spitzenlasten könnten durch einen konventionellen Gasbrenner oder eine Wärmepumpe abgefangen werden.

Förderung

Fördernde Institution

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Förderprogramm

Klimazwei

Weitere Projektdaten

Projekttitel: Verbundvorhaben Klimaschutz: Thermische Nutzung von Haldenschwelbränden

Projektnummer: 01LS05086

Aktenzeichen: Text

Projektzeitraum: 2006 - 2011

Projektort: Deutschland (Nordrhein-Westfalen)

Projektansprechpartner:

Frau Dipl.-Ing. Klein

Herr Dipl.-Ing. Schwerdt

+49 (0) 208 8598-1173

Frau Dipl.-Ing. Kürten

Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

+49 (0) 241 - 80-25258

+49 (0) 241 - 80-22384

Herr Dr. Gaschnitz

+49 (0) 2365 – 9318-148

+49 (0) 02365 – 9318-425

Publikation ansehen

Quelle: Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)