Тепло из недр: Как показало экспериментальное исследование, карьерная вода из бывших горнодобывающих регионов может использоваться для безвредного для климата отопления. Соответственно, как минимум три места в Рурской области подходят для такой выработки тепла из-под земли. Температуры шахтной воды достаточно, чтобы отапливать дома и целые районы с помощью тепловых насосов - образец и для других горнодобывающих районов.
Эпоха угледобычи в Рурской области окончательно подошла к концу в 2018 году. Но в закрытых шахтах и коридорах до сих пор скапливается шахтная вода, которую нужно постоянно контролировать и откачивать - около 70 миллионов кубометров в год. Это делается для предотвращения смешивания часто загрязненной воды с грунтовыми водами. Шахтная вода имеет температуру от 20 до 30 градусов тепла и до сих пор не использовалась в Липпе, Руре и Рейне.
Коммерческий и жилой источник тепла
Но это изменится в будущем: «Проект Grubenwasser Ruhr поставил перед собой цель реализовать безвредное для климата энергоснабжение с использованием существующей инфраструктуры горнодобывающей промышленности», - объясняет Герман-Йозеф Вагнер из Рурский университет в Бохуме и его команда. Они исследовали, как и где можно использовать шахтную воду для отопления в Рурской области.
«Температура шахтной воды достаточна для многих зданий в коммерческих зонах, например складов», - объясняет Вагнер. Однако с помощью этого подземного источника тепла можно было бы отапливать и целые новые жилые массивы. Теплую воду можно использовать непосредственно в низкотемпературных системах отопления - напольном или стеновом отоплении, большая поверхность которых компенсирует низкую температуру. Кроме того, тепловые насосы могут повышать температуру.
Три подходящих места в Рурской области
Однако есть одна загвоздка: подземные воды можно использовать только там, где они выкачиваются на поверхность или где подземные резервуары доступны для тепловых насосов или зондов. Кроме того, радиус действия таких технологий обогрева ограничен радиусом около пяти километров. Поэтому Вагнер и его команда исследовали подходящие места в Рурской области.
Результат: шахтную воду можно использовать для отопления как минимум в трех местах в Рурской области - в бизнес-парке в Бохуме, новом городском округе «Вассерштадт» в Камен-Бергкамене и в новой застройке Район в Эссене. Последние представляют собой кварталы в бывшем «Крупповском поясе» Эссена, недалеко от шахты. В перспективе половина теплоснабжения базовой нагрузки будет покрываться за счет шахтной воды.
От отопления школы до городских кварталов
В индустриальном парке Бохума шахтная вода используется для отопления двух школ и пожарной части с 2013 года. Это может быть расширено за счет добавления тепловых насосов. «Для потенциального заказчика с отапливаемой площадью около 3500 квадратных метров использование теплового насоса, работающего на тепле шахтной воды, может сэкономить 40 тонн CO2 в год по сравнению с традиционным газоснабжением», - сообщают исследователи.
В настоящее время в Бергкамене строится новый городской район, в энергетическую концепцию которого уже интегрирована шахтная вода. С 2023 года погружные насосы будут качать теплую воду с глубины добрых 600 метров и распределять ее по району по сети труб. Таким образом, 200 домов могут быть обеспечены экологически чистым теплом. «Расчеты показывают, что использование шахтной воды снижает выбросы CO2 на 1050 тонн в год по сравнению с использованием обычного газа», - говорят Вагнер и его команда.
Опция также для других районов майнинга
По мнению исследователей, эти примеры демонстрируют, что шахтная вода, безусловно, может вносить локальный вклад в теплоснабжение. «Вообще, шахтная вода вызывает интерес во всем мире, - объясняет Вагнер. Особенно в случае новых зданий, их использование также может иметь смысл в других бывших горнодобывающих регионах по всему миру. Кроме того, технология может также применяться к другим типам подземных и сточных вод.
В дополнение к безвредному для климата нагреву, это принесло бы еще одно экологическое преимущество: после того, как вода отдала свое тепло зданиям, она вытекает в реки более холодной. Это также приносит пользу водоему и его обитателям.