Überschwemmt und vergessen: Wie Europas stillgelegte Kohlebergwerke erfolgreich zum Heizen unserer Häuser genutzt werden

Seit einem halben Jahr versorgt ein altes Kohlebergwerk eine englische Stadt mit grüner Energie.

Das bahnbrechende Projekt in Gateshead nutzt das warme Wasser, das die Tunnel gefüllt hat, um Hunderte von Häusern und Unternehmen in der ehemaligen Kohlereviergemeinde zu heizen.

Das als Erfolg gefeierte erste groß angelegte Netzwerk Großbritanniens zeigt das enorme Potenzial, das im weitläufigen Gewirr alter Bergbaustollen des Landes steckt, das sich unter etwa einem Viertel der Häuser befindet.

„Was wir in Gateshead haben, ist ein Erbe aus der Zeit der Kohlebergwerke, die schmutzige Energie waren“, sagt John McElroy, Kabinettsmitglied für Umwelt und Verkehr beim Gateshead Council. „Jetzt sind wir führend bei der Erzeugung sauberer, grüne Energie aus diesen Minen.“

Nach Jahrzehnten der Nichtbenutzung hat Großbritannien Kohleminen sind nach und nach überflutet. Diese von der Erde erwärmte Flüssigkeit bietet eine Antwort auf unseren Bedarf an erneuerbarer Energie.

Mit geschätzten 2 Milliarden Kubikmetern warmem Wasser – mehr als einem Viertel des Volumens von Loch Ness – glauben Geologen, dass die Minenschächte Großbritanniens eine der größten ungenutzten Quellen sauberer Energie enthalten.

„Die Rückgewinnung von Wärme aus Grubenwasser unter der Erde in stillgelegten Kohlebergwerken bietet eine spannende Möglichkeit, eine kohlenstoffarme, sichere Wärmeversorgung zu erzeugen, die den Menschen zugutekommt, die in Gebäuden auf den Kohlerevieren leben oder arbeiten“, sagt Gareth Farr, Leiter Wärme und Nebenkosten. Produktinnovation bei der Coal Authority.

Die Behörde besitzt und verwaltet die stillgelegte Kohlebergbau-Infrastruktur im Auftrag der britischen Regierung.

„Da in Großbritannien viele Millionen Menschen auf verlassenen Kohlerevieren leben, könnte das Potenzial für Grubenwasserwärme erheblich sein.“

Die Nutzung der Wärme des Wassers in den Minen hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie die Wirtschaft einiger der Gemeinden ankurbelt, die in den 1980er Jahren am stärksten von der Schließung des Kohlebergbaus betroffen waren. Wie funktioniert es genau und wo kommt es voran?

Wie können überflutete Minen zur Beheizung von Häusern beitragen?

Das Minenwasser wird umso wärmer, je tiefer es geht diese interaktive Karte von alten Kohlebergwerken der UK Coal Authority zeigt. Die Temperaturen liegen typischerweise zwischen 10 und 20 °C, können aber in Tiefen von 1 km – wie zum Beispiel am Standort Yorkshire – bis zu 45 °C erreichen.

Das Wasser vermischt sich mit dem unterirdischen Gestein und enthält oft giftige Verbindungen. Aber als Wärmequelle ist es eine wertvolle Ressource, die durch das Bohren von Bohrlöchern, die es an die Oberfläche bringen, genutzt werden kann.

Das Wasser wird dann durchgeleitet Wärmepumpen und Extraktoren, die die Flüssigkeit komprimieren und auf eine viel höhere Temperatur bringen, bevor sie über Wärmenetze verteilt werden.

Sobald die Wärme von den umliegenden Gebäuden aufgenommen wurde, kann das Wasser zurück in das Minensystem geschüttet werden, wo es erneut erwärmt wird.

Die Grubenwasserwärme hat außerdem den Vorteil, dass sie das ganze Jahr über funktioniert. Die Temperaturen werden nicht von den Jahreszeiten beeinflusst und das Wasser kann sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen von Häusern verwendet werden.

Welche britischen Städte erschließen die Energiequelle?

Einst das Herzstück der industriellen Revolution, ist der Nordosten Englands heute führend bei dieser alternativen Energiequelle.

Das Grubenwasserprojekt des Gateshead Council startete im März 2023 und ist mittlerweile eines der größten in Europa. Mit staatlicher Förderung wurden 5 km neue Wärmenetzrohre, Bohrlöcher und ein Wärmepumpen-Energiezentrum installiert, das 6 Megawatt Grubenwasserwärme erzeugen kann.

Damit werden nun 350 Hochhäuser, eine Hochschule, eine Kunstgalerie, mehrere Bürogebäude und eine große Produktionsstätte sicher und kohlenstoffarm beheizt.

Die Coal Authority und ihre Partner erforschen seit mehreren Jahren das Potenzial für die Rückgewinnung von CO2-armer Wärme aus stillgelegter Kohlebergbauinfrastruktur.

Der Britisches Geoenergie-Observatorium (UKGEOS) mit Sitz in Glasgow und betrieben vom British Geological Survey, ist eine der wichtigsten Forschungsstationen für dieses Explorationsgebiet.

Nachdem die geschäftigen Minen der schottischen Stadt und der nahegelegenen Stadt Rutherglen geschlossen wurden, füllten natürliche Überschwemmungen sie mit Wasser von etwa 12 °C. Im Sommer 2021 lieferten ein Dutzend Bohrlöcher, die in das Gelände gebohrt und mit Hunderten von Sensoren ausgestattet wurden, ein klareres Bild des Netzwerks überfluteter Tunnel. Sie zeigten, wie schnell Wasser zwischen den Minen fließt, wie warm es ist, wie schnell es sich erneuert und wieder erwärmt.

„Die Daten dieser 12 Bohrlöcher in Glasgow werden Wissenschaftlern auf der ganzen Welt helfen, den Untergrund und die Geothermie besser zu verstehen“, sagte Alan MacDonald von UKGEOS.

Das Glasgow Observatory und ein weiteres Projekt in Cheshire sind Teil einer Investition des Ministeriums für Wirtschaft, Energie und Industriestrategie (BEIS) in Höhe von 31 Millionen Pfund (37 Millionen Euro). Die für diese Forschung bereitgestellten Mittel zeigen das zunehmende Interesse der Regierung an dieser auffälligen Form der Forschung geothermische Energie.

Die europäischen Pioniere der Geothermie

Indem das Vereinigte Königreich seine Geschichte nutzt, um neue Geoenergieanlagen zu schaffen, tritt es in die Fußstapfen anderer europäischer Länder.

Das weltweit erste Grubenwasserkraftwerk wurde 2008 in der niederländischen Stadt Heerlen eröffnet. Es ist mittlerweile an rund 500 Häuser und Gewerbebetriebe angeschlossen und reduziert so den CO2-Ausstoß der Region durch Heizung um fast ein Vielfaches zwei Drittel.

Ein ähnliches Projekt läuft derzeit in der zerklüfteten Region Asturien im Norden Spaniens, wo überflutete Kohleschächte ein Krankenhaus, eine Universität und zahlreiche andere Gebäude heizen (und kühlen).

„Geothermie hat unseren Kohlebergwerken ein zweites Leben gegeben“, sagte Asturiens Energiedirektorin María Belarmina Díaz Aguado gegenüber der BBC.

Länder, die ihre unterirdischen Reserven umwidmen, blicken auch weiter nach Norden Islandein Pionier der Geothermie.

Obwohl sich das erste Grubenwasserkraftwerk auf europäischem Boden befindet, wurde die Technologie fast zwei Jahrzehnte zuvor in Springhill, Nova Scotia, genutzt.

Als Synonym für Bergbaukatastrophen begann die kanadische Gemeinde 1989, die Wärme ihrer stillgelegten Kohlebergwerke zu nutzen. Ein Verpackungsunternehmen in der Stadt verfügt nun über ein zu 100 Prozent erneuerbares System, das das ganze Jahr über betrieben wird.