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REMINING WP 6 - TRAINING. Seite 2 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Remining- LowEx: Geothermie aus ehemaligen Kohleminenschächten.

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1 REMINING WP 6 - TRAINING

2 Seite 2 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Remining- LowEx: Geothermie aus ehemaligen Kohleminenschächten 1.Motivation 2.Hintergrund 3.LowEx- Konzept 4.Thermodynamik 5.Remining- LowEx 6.Ausblick

3 Seite 3 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Motivation Größter Energieverbraucher BRD: Gebäude, ein Drittel wird zur Gebäudeheizung aufgewendet: 95% aus fossilen Brennstoffen [IBP] Verbrennung von fossilen Brennstoffen: Freisetzung von CO2- Emissionen, (vermutlich) für den Treibhauseffekt/ Klimawandel verantwortlich. BGR (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe) werden die fossilen Rohstoffe immer knapper (z.B. Braunkohle 197 Jahre und Erdöl 45 Jahre) [BGR 2007]

4 Seite 4 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Hintergrund Ein Großteil der benötigten Energiequalität (Exergie), die zum Heizen und Kühlen von Gebäuden aufgewendet werden muss, wird durch hochexergetische Rohstoffe zur Verfügung gestellt (z.B. fossile oder nukleare Brennstoffe). Mit hochexergetischen Rohstoffen werden bei Verbrennung Temperaturen von bis zu 4000°C erreicht, zur Gebäudeheizung sind Temperaturen von ca. 40° völlig ausreichend. Aus dem Grund: Hochwertige Energie (= Exergie) high quality products ( z. B.: Stromerzeugung)

5 Seite 5 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 The LowEx- Konzept Das LowExergie- Konzept sieht die Verwendung von Niedrigexergie-Systemen für die Heizung und Kühlung von Gebäuden vor: Effizienter Einsatz von Umweltenergie Optimierung von Energieströmen in Gebäuden Ziel: Energieeinsparung. LowEx: Low = Niedrig (qualitative) Ex = Exergie

6 Seite 6 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Thermodynamik: Der 1. Hauptsatz Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, aber sie ist in andere Energieformen umwandelbar. … aber: unser tägliches Leben ist geprägt von Energieverbrauch -Verbrennung von Öl (chem. Energie), -Bremsen einer Schwungscheibe (mech. Energie), -Abkühlen von einer Tasse Tee (therm. Energie)

7 Seite 7 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Thermodynamik: 2. Hauptsatz Um zu verstehen, was Energieverbrauch meint und wo mögliche Einsparpotentiale liegen: Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik: Die Definition des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik schränkt die Richtung Energieumwandlungen ein. Energieumwandlungen laufen stets asymmetrisch ab und sind somit irreversibel. Es ist möglich die ganze elektrische Energie einer Heizung zu verwenden, um einen Raum zu heizen, aber es ist nicht möglich aus der warmen Raumluft wieder die gleiche Menge an elektrischem Strom zu erzeugen. Abwertung der Energie Dieser Zusammenhang wird bei Betrachtung der unterschiedlichen qualitativ auftretenden Energieformen deutlich

8 Seite 8 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Thermodynamik: Anergie und Exergie Exergie + Anergie = Energie Der Zusammenhang zwischen der Irreversibilität und der Umwandlung einer Energieform in eine andere, ergibt sich aus den 2 Auftretensarten der Energie: Energie besteht aus: hochwertiger und arbeitsfähiger Exergie (quality) nicht arbeitsfähiger energy Anergie (quantity)

9 Seite 9 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Remining- LowEx Das Remining LowEx wird durch die Europäische Union im Rahmen der INTERREG IIIB NWE Programme unterstützt. Das Projekt bedient sich oberflächennaher geothermischer Energie Ziel: Versorgung von Wohngebieten in ehemaligen Kohleabbaugebieten mit erneuerbaren Energien Verbesserung der Gebäudesubstanz Verringerung der Energiekosten

10 Seite 10 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Remining- LowEx: Locations Pilotprojekte an vier Standorten, die den Einsatz von vorhandenen erneuerbaren Niedrigenergiequellen, hier: erwärmtes Minenwasser, für die Heizung und Kühlung von Gebäuden demonstrieren. Heerlen NL Zagorje SLO Czeladz PL Bourgas (Cherno More) BG Vorrausetzung: Ehemaliger Bergbau (intakte Stollen) Fernwärmenetz (nicht an beliebigen Standorten einsetzbar)

11 Seite 11 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Remining- LowEx: The Remining- Konzept Grundwasser in stillgelegten Kohleminen wird durch Erdwärme (Geothermie) erhitzt. Erwärmtes Wasser in Kombination mit anderen lokal verfügbaren erneuerbaren Energiequellen oder auch Abwärme für die Gebäudeheizung und -kühlung : Einsatz von fossilen Brennstoffen sinkt Verringerung CO 2 - Emissionen 800 m: 35° C > low temperature heating 200 m: 16° C > high temperature cooling

12 Seite 12 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 ca.350m ca.780m

13 Seite 13 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task Warmwasserreservoirs 2 Kaltwassereservoirs H C R Gebäude Heerlerheide Zentrum WP 25…35 0 C 35…40 0 C 17 0 C20…23 0 C Intermediate Well Energieversorgung Heerlerheide Centre 17…20 0 C

14 Seite 14 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Remining- LowEx: Heerlen, Pilotprojekt in Holland Die Minenschachttiefe beträgt hier 700m, die Wassertemperatur liegt zwischen °C, erste Pumpentest ergaben eine Fördermenge von 80m^3/Stunde, der pH-Wert des dabei geförderten Wassers betrug knapp 7, damit ist dieses neutral. Das Wasser des Remining- Projektes wird unter der Verwendung von Wärmepumpen in das örtliche Fernwärmenetz eingespeist

15 Seite 15 REMINING WP 6 - Training Presentation Training Task 6.3 Ausblick sehr viele ehemalige Bergbaukommunen sind in das Remining- Projekt involviert Man rechnet damit, dass im Jahre 2020 ca. 10% der beteiligten Städte das Remining- LowEx- Konzept in ihre Energieversorgung implementiert haben Potenzial zu einer Reduzierung einer großen Menge CO 2- -Emissions

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