Grubenwasser stellt viele Gemeinden vor Herausforderungen, da z.B. das Grubenwasser dauerhaft gepumpt oder über Entwässerungsstollen abgeführt werden muss. An anderen Standorten ist ggf. auch eine Reinigung des ausfließenden Grubenwassers notwendig, bevor es an Oberflächengewässer abgegeben werden kann. Die Wässer verfügen aber auch über ein erhebliches Potenzial als regernative Energiequelle. Aktuell nutzen bereits mehr als 50 Anlagen weltweit Grubenwasser als Wärme- und Kältequelle und stellen in Summe 85 MW Heiz- und 20 MW Kühlleistung zur Verfügung (Oppelt 2025). Im Vergleich zu einer Versorgung mit fossilen Energieträgern werden dadurch die CO₂-Emissionen um bis zu 75 % (Vergleich zu Braunkohle) reduziert (Oppelt 2022).

Für die Nutzung dieser Energiequelle besteht aktuell auch noch ein erheblich größeres Potenzial. Im Rahmen der sächsischen Grubenwasserpotenzialstudie wurde das Potenzial für 14 verschieden Gemeinden anhand eines dafür entwickelten Bewertungssystems quantifiziert. Dabei zeigte sich, dass in jeder Gemeinde an mindestens einem Standort ein wirtschaftlicher Betrieb zu einer hohen Wahrscheinlichkeit umgesetzt werden kann. Entscheidend war dabei häufig die vorliegende Abnehmerdichte.

Zur Gewinnung der Wärme ist dabei oft ein Wärmeübertrager zwischen Grubenwasser und Heizkreislauf notwendig. Durch den standortspezifischen Chemismus des Grubenwassers kann dann jedoch eine Herausforderung für den Betrieb entstehen, wenn sich auf den Oberflächen im Wärmeübertrager Ablagerungen (Fouling) bilden. Dadurch steigt einerseits der Druckverlust im System und anderseits wird die übertragene Wärmemenge zwischen den Fluiden deutlich reduziert. Die Dicke der Biofilme kann dabei bis zu 1000 µm betragen (Nandakumar 2003). Ein Biofilm von ca. 250 µm führt bereits zu einer Reduktion der übertragenen Wärmemenge um ca. 50 % (Goodman 1987). Um diesem zu begegnen wurden verschiedene Kombinationen aus Materialien und Beschichtungen erprobt, die weniger anfällig gegenüber Fouling sind. Die Ergebnisse zeigen, dass die übertragbare Wärmemenge gegenüber Standardplatten pro Jahr durch eine gezielte Materialauswahl um bis zu 80 % verbessert werden kann. Um Standortabhängig die optimale Wärmeübertragerkonfiguration zusammenstellen zu können, wurden Wasserparameter (z.B. SLYM-Bakterien, Eisengehalt, pH-Wert) prädiktiv bewertet und die potenzielle Foulingbildung anhand dieser Parameter prognostiziert.

Literatur:

Oppelt 2025: L. Oppelt, T. Grab, T. Ebel, T. Wunderlich, T. Storch, T. Fieback: Mine Water as an Energy Source: Overview of Technical Basics, Existing Plants, and Monitoring Results. Mine Water Environ (2025). DOI: 10.1007/s10230-025-01057-w

Oppelt 2022: L. Oppelt, T. Grab, T. Wunderlich, T. Storch, T. Fieback: Mine Water Geothermal Energy - Abandoned Mines As A Green Energy Source, CLIMA 2022-Proceedings, Rotterdam, 2022, DOI: 10.34641/clima.2022.55

Nandakumar 2003: K. Nandakumar et. al: Biofouling and Its Prevention: A Comprehensive Overview. In: Biocontrol Science Vol. 8. Nr. 4, S. 133–144. (2003)

Goodman 1987: Goodman, P. D.: Effect of chlorination on material for seawater cooling system: a review of chemical reactions. Bra. Corr. J. 22, 56-62 (1987)