Die Rekultivierung von Minen kann Möglichkeiten für geothermische Energie schaffen

Recycling-Minen können helfen, die Narben der Vergangenheit zu heilen und unsere Zukunft zu heilen. Der Kohlebergbau hat eine enorme Rolle dabei gespielt, zu dem herausfordernden Klima beizutragen, in dem sich die Welt jetzt befindet. Aber die Wiederverwendung von Minen könnte Teil der Lösung sein – wenn sie in riesige geothermische Wärmepumpen umgewandelt werden können.

Das Konzept ist nicht neu. Hitze wird immer zu einem kühleren Ziel springen wollen. Berühren Sie ein kaltes Glas, und Ihre Finger bleiben gekühlt.

Ebenso nutzt Geo-Swapping die natürlichen Ungleichgewichte innerhalb der Erde aus. Tiefe Böden und Gewässer sorgen das ganze Jahr über für stabile Temperaturen. Sie sind im Wesentlichen thermische Batterien.

Das Pumpen von Wasser durch diese Tiefen „trägt“ diese Temperatur zurück an die Oberfläche. Hier komprimiert eine Wärmepumpe diese Temperaturdifferenz, bevor sie an einen Wärmetauscher – beispielsweise eine Klimaanlage – weitergeleitet wird.

Wärme kann einem Gebäude entzogen und ins Erdreich gepumpt werden. Wärme kann dem Boden entzogen und in ein Gebäude gepumpt werden.

Die Herausforderung besteht darin, tief genug – und weit genug – Löcher für einen großflächigen Effekt zu graben. Und übertragen Sie es dann dorthin, wo es benötigt wird. Aber was ist, wenn dieses Loch bereits gegraben wurde?

Wiederverwendung von mir

Der Ingenieur-Doktorand Mauricio Carcamo von der University of Melbourne untersucht das Energiepotenzial von Tagebauen.

Das Loch wurde gegraben. Sanierungsbemühungen werden trotzdem stattfinden. Aber gibt es wirtschaftlich sinnvolles Potenzial, aus diesem Verfahren einen energetischen Nutzen zu ziehen?

„Die geothermische Wiederverwendung von stillgelegten Minen scheint eine attraktive Option zu sein“, sagt Carcamo.

„Die Idee ist, das Risiko für die nahe gelegene Bevölkerung und die Tierwelt zu verringern und gleichzeitig eine vorteilhafte Endnutzung für die lokale Gemeinschaft bereitzustellen.“

Stillgelegte Tagebauminen werden abgestuft, um das Einsturzrisiko zu verringern. Füllschichten werden hinzugefügt, wenn saure Gesteine ​​​​oder giftige Materialien vorhanden sind. Und die Senke wird allmählich mit Wasser gefüllt, um einen See für Erholungs- und Bewässerungszwecke zu schaffen.

Dies ist ein langfristiger Prozess, der einen enorm niedrigen Temperaturunterschied erzeugt – ein ideales Szenario für den oberflächennahen geothermischen Wärmeaustausch.

„Das hängt stark von den örtlichen Gegebenheiten ab“, sagt Carcamo. „Und obwohl die Lösungen einige Kernideen gemeinsam haben, erfordert jede Mine einen spezifischen, maßgeschneiderten Stilllegungsplan.“

Seine Machbarkeitsstudie konzentriert sich auf eine Gruppe von Minen Nordrhein-Westfalen, Deutschland, und eine ähnliche Reihe von Minen in der Latrobe-Tal, Victoria.

Bestehende oberflächennahe Geothermie-Technologie beinhaltet das Eingraben von Wärmetauschern oder deren Platzierung in tiefem Wasser. Der Maßstab ist jedoch im Allgemeinen auf den eines Einfamilienhauses oder Geschäftsgebäudes beschränkt.

„Im Allgemeinen profitieren oberflächennahe geothermische Systeme von hoher Effizienz und niedrigen Betriebskosten, haben aber hohe Vorabinvestitionskosten“, sagt Carcamo. „Wenn wir die Nutzung der oberflächennahen Geothermie auf einen ganzen Bezirk mit einer großen Quelle wie der Beseitigung eines Tagebaus ausweiten wollen, ist ein Fernwärme-Kühlsystem erforderlich.“

Carcamo kommt von Deutschland nach Australien, um die Machbarkeit einer groß angelegten geothermischen Heizung und Kühlung aus stillgelegten Kohleminen im Latrobe Valley in die Städte Moe, Morwell und Traralgon zu etablieren.

Letztendlich kommt es darauf an, wie viele Kunden es innerhalb einer bestimmten Entfernung braucht, damit sich die Kosten für die Installation eines solchen Systems rentieren – und welche technischen Herausforderungen angegangen werden müssen, um diese Gleichung zu verbessern.

Carcamo ist überzeugt, dass das Potenzial vorhanden ist. „Die Landschaft nach dem Bergbau kann uns beim Übergang zu sauberer Energie helfen und gleichzeitig den umliegenden Gemeinden, die von der in Betrieb befindlichen Kohlemine abhängig waren, einen wirtschaftlichen Aufschwung verschaffen“, sagt er.