Recycling-Minen können helfen, die Narben der Vergangenheit zu heilen und unsere Zukunft zu heilen. Der Kohlebergbau hat eine große Rolle dabei gespielt, zu dem rauen Klima beizutragen, in dem sich die Welt derzeit befindet. Aber die Wiederverwendung von Minen kann Teil der Lösung sein – wenn sie in riesige geothermische Wärmepumpen umgewandelt werden können.

Das Konzept ist nicht neu. Die Hitze wird immer zu einem kühleren Ziel springen wollen. Berühren Sie ein kaltes Glas und Ihre Finger werden gekühlt.

In ähnlicher Weise nutzt Geo-Exchange die natürlichen Ungleichgewichte innerhalb der Erde aus. Tiefe Böden und Gewässer sorgen das ganze Jahr über für stabile Temperaturen. Sie sind im Wesentlichen thermische Batterien.

Das Pumpen von Wasser durch diese Tiefen „überträgt“ diese Temperatur an die Oberfläche. Hier komprimiert eine Wärmepumpe diese Temperaturdifferenz, bevor sie sie an einen Wärmetauscher, beispielsweise eine Klimaanlage, weiterleitet.

Wärme kann einem Gebäude entzogen und ins Erdreich gepumpt werden. Wärme kann dem Boden entzogen und in ein Gebäude gepumpt werden.

Die Herausforderung besteht darin, Löcher tief genug – und breit genug – zu graben, um einen großflächigen Effekt zu erzielen. Und übertragen Sie es dann dorthin, wo es benötigt wird. Aber was ist, wenn dieses Loch bereits gegraben wurde?

Wiederverwendung von Minen

Mauricio Carcamo, ein Doktorand der Ingenieurwissenschaften an der University of Melbourne, erforscht das Energiepotenzial stillgelegter Tagebaue.

Das Loch ist gegraben. Sanierungsbemühungen werden trotzdem stattfinden. Aber gibt es ein wirtschaftlich tragfähiges Potenzial, aus diesem Verfahren einen energetischen Nutzen zu ziehen?

„Die geothermische Wiederverwendung verlassener Minen scheint eine attraktive Option zu sein“, sagt Carcamo.

„Die Idee ist, das Risiko für Menschen und Wildtiere in der Nähe zu minimieren und gleichzeitig einen vorteilhaften Endnutzen für die lokale Gemeinschaft zu bieten.“

Stillgelegte Tagebauminen werden eingeebnet, um das Einsturzrisiko zu verringern. Verfüllschichten werden hinzugefügt, wenn saure Gesteine ​​oder giftige Materialien vorhanden sind. Und die Senke wird allmählich mit Wasser gefüllt, um einen See zur Erholung und Bewässerung zu schaffen.

Es ist ein langfristiger Prozess, der riesige Temperaturunterschiede erzeugt – ein ideales Szenario für den oberflächennahen geothermischen Wärmeaustausch.

„Das hängt stark von den örtlichen Gegebenheiten ab“, sagt Carcamo. „Und obwohl die Lösungen einige grundlegende Ideen teilen mögen, erfordert jede Mine einen spezifischen, maßgeschneiderten Stilllegungsplan.“

Seine Machbarkeitsstudie umfasst eine Gruppe von Minen in Nordrhein-Westfalen, Deutschland, und eine ähnliche Reihe von Minen in der Latrobe-Tal, Victoria.

Bestehende flache geothermische Technologie besteht darin, Wärmetauscher zu vergraben oder in tiefem Wasser zu installieren. Doch der Maßstab beschränkt sich meist auf den eines Einfamilienhauses oder Gewerbegebäudes.

„Im Allgemeinen profitieren oberflächennahe geothermische Systeme von hoher Effizienz und niedrigen Betriebskosten, haben aber hohe Anfangsinvestitionskosten“, sagt Carcamo. „Wenn wir die Nutzung der oberflächennahen Geothermie auf einen ganzen Bezirk mit einer großen Quelle wie der Stilllegung eines Tagebaus ausdehnen wollen, wird ein Fernwärme-Kühlsystem benötigt.“

Carcamo kommt aus Deutschland nach Australien, um die Realisierbarkeit einer groß angelegten geothermischen Heizung und Kühlung von der Stilllegung von Kohleminen im Latrobe Valley zu den Städten Moe, Morwell und Traralgon zu prüfen.

Letztendlich hängt es davon ab, wie viele Kunden es in einer bestimmten Entfernung braucht, damit sich die Kosten für die Installation eines solchen Systems rentieren – und welche technischen Herausforderungen bewältigt werden müssen, um diese Gleichung zu verbessern.

Carcamo ist überzeugt, dass das Potenzial vorhanden ist. „Die Landschaft nach dem Bergbau kann uns beim Übergang zu sauberer Energie helfen und gleichzeitig den umliegenden Gemeinden, die von der in Betrieb befindlichen Kohlemine abhängig waren, einen wirtschaftlichen Aufschwung geben“, sagt er.