In het Duitse Bochum wordt de voormalige steenkolenmijn Dannenbaum nieuw leven ingeblazen. De oude mijn gaat bedrijven van duurzame, geothermische energie voorzien. Het project is één van de vijf Europese proefprojecten voor 5GDHC, een thermaal smart grid dat gebaseerd is op lage temperaturen, in tegenstelling tot conventionele stadsverwarming.
Tijdens de industriële revolutie groeide het Duitse Ruhrgebied uit tot een belangrijk mijnbouwgebied, met ongeveer 150 steenkoolmijnen. Dannenbaum, gebouwd in 1859, was een van deze mijnen. Tot 1958 werd de mijn bijna 100 jaar geëxploiteerd en bereikte soms een jaarlijkse productie van meer dan 700.000 ton. In acht niveaus werden dieptes van meer dan 800 meter bereikt. Niet lang na de sluiting van de mijn opende Adam Opel AG in 1962 een autofabriek op de voormalige mijnsite en produceerde er tot 360.000 auto’s per jaar. Maar ook dit tijdperk kwam ten einde toen Opel in 2014 de locatie sloot. Bochum ging op zoek naar een nieuwe bestemming voor het terrein.
Bochum Perspektive 2022, toekomstige energievoorziening
De gemeente Bochum en Opel richtten een gezamenlijk bedrijf op – Bochum Perspektive 2022 GmbH – om het hele terrein van ongeveer 70 hectare geschikt te maken voor de vestiging van nieuwe bedrijven die banen kunnen bieden aan jonge academici uit Bochum en het Ruhrgebied. De herontwikkeling van het gebied deed ook de vraag rijzen hoe de toekomstige energievoorziening gestalte moest krijgen. Naast levering van aardgas en conventionele stadsverwarming werd ook verwarming en koeling op basis van hernieuwbare energiebronnen overwogen. Uit studie bleek dat met name de dieper gelegen delen van de vroegere steenkolenmijn kansen boden voor levering van geothermische energie.
Lage temperatuur warmte- en koude-toevoer van de nieuwste generatie
Het verwarmings- en koelingsnetwerk op basis van geothermische energie uit de oude mijn heeft de volgende kenmerken:
- Ontwikkeling van het achtste niveau als geothermische warmtebron, 820m onder het maaiveld, ca. 30°C;
- Ontwikkeling van het vierde niveau als koudebron, 320m onder het maaiveld, ca. 18°C;
- Gebruik van warmtepompen of koelmachines om de temperatuurniveaus te verhogen of te verlagen. De kou (in de verwarmingsmodus van de warmtepomp) of warmte (in de koelingsmodus van de koelmachine) wordt opgeslagen in de betreffende vloer;
- Werking van het verwarmingsnetwerk op het laagste temperatuurniveau (aanvoertemperatuur 48°C, retourtemperatuur 33°C), veroorzaakt zeer lage netwerkverliezen en maakt efficiënt gebruik van de warmtepomp mogelijk;
- Hetzelfde principe is van toepassing op het koelnetwerk van 10°C / 16°C;
- De Coëfficiënt Of Performance (COP) van de warmtepomp of koelmachine bereikt 6 in verwarmingsmodus en 5 in koelmodus;
- Het natuurlijke energiepotentieel van mijnwater kan tot 85 procent van de warmte en K worden gebruikt;
- Het natuurlijke energiepotentieel van het mijnwater kan tot 85 procent van de verwarmings- en koelbehoeften van de aangesloten verbruikers dekken;
- De resterende verwarmingsbehoeften worden gedekt door het stadsverwarmingsnetwerk van de lokale energieleverancier FUW GmbH, een dochteronderneming van Stadtwerke Bochum Holding. De resterende koelhoeveelheden worden gegenereerd door conventionele koelsystemen;
- Integratie van PV-elektriciteit;
- Gebruik van warmte- en koudeopslag, zowel als buffers als met de optie om warmte en koude tussen klanten te verplaatsen (ProSumer-relaties).
Geothermische netwerken in mijnen, aandachtspunten
Op het eerste gezicht lijkt het volstrekt logisch om het ondergrondse potentieel van de oude mijn te gaan benutten. De voordelen ervan lijken overduidelijk. Een dergelijk project is echter nog niet eerder in Duitsland gerealiseerd. Er zijn dan ook nog veel vragen die vooraf moeten worden beantwoord. Wat is de positie van de eigenaar van de oude mijn onder de mijnbouwwetgeving met betrekking tot de nieuwe bestemming? Hoe gedragen de mijn en de ondergrond zich als hydraulische of thermische veranderingen worden aangebracht? Hoeveel warmte kan permanent worden onttrokken of opgeslagen? Hoe kan gericht worden geboord om de vierde en achtste niveaus te ontwikkelen zoals gepland?
Mijnwater als Low Temperature Heath inspiratie
Stadtwerke Bochum Holding, FUW GmbH en het International Geothermal Center (GZB) van de Bochum University of Applied Sciences hebben zichzelf deze en vele andere vragen gesteld. Als onderdeel van het Interreg Noord-West Europa-programma ontvangen de partners projectfinanciering (D2GRIDS) om de mijn te kunnen ontwikkelen. Het project wordt gecoördineerd door Mijnwater, het energiebedrijf dat in Heerlen energie opwekt uit grondwater in de vroegere steenkolenmijnen. Mijnwater wil andere Nederlandse Low Temperature Heath-projecten inspireren en motiveren, en werkt daarom ook samen met Stroomversnelling.
Stadtwerke Bochum, de eerste stap
Ondertussen wordt nu het boor- en ontwikkelingsconcept ontwikkeld, met de bedoeling om de twee putten in 2020 te kunnen aanbesteden. Tegelijkertijd plant Stadtwerke Bochum het bovengrondse verwarmingsnetwerk inclusief de nodige warmtepomp/koelmachine. Daarnaast is Stadtwerke Bochum in gesprek met een eerste referentieklant. Het aanbod bestaat uit circa 960 MWh/a voor verwarming en 400 MWh/a voor koeling, met overeenkomstige vermogens van respectievelijk 800 kW en 500 kW. Bovendien is een PV-systeem met 90 kWpeak gepland, waarvan de elektrische energie als aandrijfenergie voor de warmtepomp moet fungeren. Het is slechts een eerste stap in de ontwikkeling van de hele site. In de laatste fase kan Stadtwerke Bochum 80 procent van de verwarmings- en koelbehoeften op de site dekken – 11.400 MWh / a warmte en 6.800 MWh/a – tot 85 procent van de geothermische energie van de mijn. Jaarlijks wordt hiermee minstens 1.700 ton CO2 bespaard.
Méér artikelen over D2Grids lezen? Klik op ‘Lees’
D2Grids is een project dat de 5e generatie stadsverwarmings- en koelingsnetwerken (5GDHC) in heel Europa moet opschalen. Als eerste bij de vijf proeflocaties: Brunssum, Parijs-Saclay, Bochum, Glasgow en Nottingham. Maar ook bijvoorbeeld in Vlaanderen. D2Grids (afkorting voor ‘demand driven grids’) is een project van Interreg NWE, gecoördineerd door Mijnwater.
Voorbeeld voor andere gemeenten
Stadtwerke Bochum Holding, FUW GmbH en GZB zijn ervan overtuigd dat het project – mits succesvol uitgevoerd – ook kan dienen als voorbeeld voor andere gemeenten, gemeentelijke nutsbedrijven en projectontwikkelaars. In Duitsland is er met name in het Ruhrgebied een uitgebreid potentieel. Ook in andere oude mijnregio’s zoals Saarland of Aken, kunnen de voormalige mijnen worden benut voor de nieuwste generatie verwarmings- en koelnetwerken.
Contact en verdere informatie
Dit artikel werd geschreven door Frank Peper, hoofd van de afdeling Stadsverwarming, water en energie bij Stadtwerke Bochum. Dit artikel is eerder gepubliceerd op Construction21.org. Meer informatie over het project? Mail dan naar Frank.Peper@Stadtwerke-Bochum.de
D2Grids wordt georganiseerd via het Interreg programma en financieel ondersteund door ERDF:
