Zamknięte kopalnie. Szansa na nowatorski system ogrzewania
9 stycznia 2024
Kilka budynków nowatorskiej dzielnicy Mark 51°7 w Bochum, w Nadrenii Północnej-Westfalii już jest gotowych, ale większość dawnego terenu przemysłowego to nadal duży plac budowy. – Jesteśmy na terenie geotermalnym. Pod nami znajduje się stara kopalnia, do której wykonaliśmy dwa odwierty – wyjaśnia Jochen Raube z miejskiej sieci ciepłowniczej w Bochum. Odwierty prowadzą kilkaset metrów w dół, do dwóch starych szybów węglowych, które są od lat wypełnione wodą.
Stara kopalnia węgla kamiennego w Bochum, w Zagłębiu Ruhry – niegdyś największym zagłębiu węgla w Niemczech – została zamknięta w 1958 roku, podobnie jak wiele innych. Był to duży cios dla regionu, ponieważ tylko w Bochum aż 40 tys. miejsc pracy bazowało na węglu. Wielu byłych górników znalazło nową pracę w fabryce Opla, która w latach sześćdziesiątych produkowała samochody nad starą kopalnią. Kiedy fabryka została rozebrana w 2014 roku, korzystnie położony teren dostał nową szansę: do 2027 roku na obszarze wielkości około stu boisk piłkarskich, mają powstać biura, obiekty badawcze i innowacyjna dzielnica i około 10 tys. miejsc pracy.
– Jest to projekt wzorcowy, w którym swoje siedziby będą miały znane firmy, takie jak Bosch, VW i instytuty uniwersyteckie. Wszystko będzie gotowe około 2026-2027 roku – opowiada Raube. Do ogrzewania i chłodzenia nowych budynków w sposób przyjazny dla środowiska wykorzystane zostaną stare szyby węglowe znajdujące się pod terenem inwestycji.
Jedna z dwóch rur prowadzi na głębokość 820 metrów. Woda kopalniana ma tam temperaturę 28 stopni – wyjaśnia Jochen Raube. Woda w drugim szybie, na głębokości 340 metrów, ma z kolei zawsze około 16 stopni. Latem chłodna woda z szybu chłodziłaby pomieszczenia, a zimą cieplejsza woda byłaby używana do ogrzewania.
Co z wodą w starych kopalniach?
W stojącym tylko kilka metrów od miejscu odwiertu gotowym biurowcu pierwsi lokatorzy już są. Międzynarodowa firma inżynieryjna Zetcon wprowadziła się tutaj w czerwcu 2023 roku. Pracownicy przedsiębiorstwa, które zarządza wieloma projektami środowiskowymi i budowlanymi na całym świecie, są entuzjastycznie nastawieni do innowacyjnego projektu. – Pomyślałem, że to świetny pomysł. Dowiercić się do starych tuneli, które są już wypełnione wodą, a następnie wydobywać ją i wykorzystywać do ogrzewania – mówi z zachwatem Marek Spisla, dyrektor zarządzający w siedzibie Zetcon.
W centrum energetycznym na parterze woda dociera do dwóch zielonych rur i jest doprowadzana do pompy ciepła. W celu ogrzewania w zimie woda jest podgrzewana do 48 stopni Celsjusza. Latem – w celu chłodzenia biur – jest schładzana do 10 stopni Celsjusza.
Spisla pokazuje, jak działa dystrybucja ogrzewania i chłodzenia w budynku biurowym, na ekranie systemu sterowania budynkiem. – Zrównoważony rozwój jest dla nas bardzo ważny. Mamy tu, na przykład, system fotowoltaiczny pokrywający cały dach. Zapewnia on energię dla biur i samochodów elektrycznych pracowników.
Sieć ciepłownicza dla miast przyszłości
Pół kilometra od biurowca powstaje obecnie centrum energetyczne dla wschodniej części miasta. Będzie ono zaopatrywać cały obszar i wszystkie budynki w ogrzewanie i chłodzenie – wyjaśnia Jochen Raube z miejskiej sieci ciepłowniczej. – Pompy ciepła wytwarzają ciepło i chłód w tym samym czasie – mówi Raube. Szczególnie efektywne jest wykorzystanie zimniejszej lub cieplejszej wody kopalnianej w zależności od potrzeb. – Chcemy wykorzystać ten projekt jako wzór do naśladowania – mówi Raube.
Władze Bochum badają obecnie możliwość wykorzystania innych starych szybów węglowych w kilkunastu nieczynnych kopalniach w mieście. Z każdego szybu można wygenerować około dziesięciu do dwunastu megawatów energii. Jeśli wystarczająca liczba starych kopalni zostanie podłączona do miejskiej sieci ciepłowniczej, może to w przyszłości zapewnić energię wielu z 370 tys. mieszkańców. Inne miasta w Zagłębiu Ruhry planują podobne projekty w zakresie zaopatrzenia w ciepło w przyszłości.
Raube podkreśla jednak, że do osiągnięcia neutralnej dla klimatu produkcji energii cieplnej do 2045 roku potrzebne są również inne technologie. Dostrzega on dalszy potencjał w głębokiej energii geotermalnej, energii słonecznej i zielonym wodorze. W przyszłości można by również wykorzystać drewno, a także ciepło odpadowe z centrów danych i kanalizacji.
Potencjał energii geotermalnej
Projekt w Bochum to najnowocześniejszy w Niemczech system wytwarzania i dystrybucji ciepła i chłodu – mówi prof. Rolf Bracke, szef Instytutu Badawczego Fraunhofera ds. Infrastruktury Energetycznej i Energii Geotermalnej w Bochum.
Profesor Bracke uważa, że ogromną szansą jest to, że budynki i firmy nie tylko zużywają energię, ale mogą również same produkować ciepło i sprzedawać je miejskim zakładom użyteczności publicznej. Centra przetwarzania danych są tego dobrym przykładem. Z jednej strony mają one duże zapotrzebowanie na chłodzenie, ale jednocześnie generują dużo ciepła odpadowego, które mogłyby przekazywać do miejskiej sieci ciepłowniczej.
Bracke dostrzega ogromny potencjał wykorzystania geotermalnego starych kopalń na całym świecie. – Mogą one stać się ważnym filarem dostaw energii w przyszłości – mówi.
Według eksperta oprócz zastosowania zpompami ciepła, wypełnione wodą szyby węglowe są również idealne do magazynowania energii słonecznej. W dużych instalacjach woda jest podgrzewana latem przez słońce i pompowana do głębokich szybów węglowych. Ponieważ warstwy skał zawierających węgiel zapewniają dobrą izolację, zmagazynowane w ten sposób ciepło może być wykorzystywane zimą w sieci ciepłowniczej. – Zachęcam wszystkie regiony świata do wykorzystania zbiorników wodnych pod miastami i włączenia ich do strategicznego planowania systemów zaopatrzenia w ciepło – apeluje Rolf Bracke.
Artykuł ukazał się pierwotnie nad stronach Niemieckiej Redakcji DW.