Groß-Wärmepumpe für klimaneutrale Wärmenetze

Im Sommer erwärmt Solarthermie das Wasser in einem alten, bereits gefluteten Bergwerk auf 60 °C. Im Winter dient das Grubenwasser als Wärmequelle für die Hochtemperaturwärmepumpe. Diese kann Wärme bei bis zu 120 °C in das lokale Fernwärmenetz einspeisen, das die Haushalte im Bochumer Süden versorgt. An das Netz sind die Ruhr-Universität Bochum mit 5.600 Arbeitsplätzen, 4.800 Mietwohnungen, 760 Häuser und 115 weitere Kunden des Stadtteils Querenburg angeschlossen.

Die Solarthermieanlage hat eine maximale Leistung von 60 kW und nutzt Wasser als Arbeitsmedium. Im Volllastbetrieb soll sie 165 MWh/a ins Grubenwasser einspeisen. Auch andere Wärmequellen könnten in Zukunft eingebunden werden.

Im Steinkohlebergwerk wurden von 1953 bis 1958 etwa 37.000 t Kohle gefördert. Der verbliebene Hohlraum ist nun mit ca. 20.000 m³ Grubenwasser zwischen 23 und 64 m Tiefe gefüllt. Die Entnahmebohrung erschließt das Bergwerk auf 64 m. Computersimulationen zeigen, dass sich die gefluteten Bereiche gut als Wärmespeicher für Temperaturen von rund 60 °C eignen. Die Pilotanlage entstand in zwei EU-Projekten von 2018 bis 2023: In „Geothermica Heatstore“ wurde die seit 65 Jahren stillgelegte Zeche mit drei Bohrungen erschlossen und die Solarthermieanlage installiert. In „NWE-Interreg DGE-Rollout“ wurde die Wärmepumpe und die Teile, die der Wärmeeinspeisung und der -auskopplung ins Fernwärmenetz dienen, geplant, installiert und in Betrieb genommen. An der Entwicklung mitgewirkt haben u. a. auch Johnson Controls, Mitsubishi Power Europe, die Stadtwerke Bochum und die Ruhruniversität Bochum.