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Zusammenfassung 4. Workshop GeoMAP
„Grubenwasser als regenerative Energiequelle in der gesamten Bergbauregion
Erzgebirge/Krušnohoří“
27.02.2020, TU Bergakademie Freiberg, Lehrstuhl für technische Thermodynamik
Im Rahmen des 4. Workshops mit dem Thema
„Grubenwasser als regenerative
Energiequelle in der gesamten Bergbauregion Erzgebirge/Krušnohoří“
organisierte der
GEOMAP-Projektpartner Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik (TU Bergakademie
Freiberg) eine Exkursion in das Bergbaurevier Freiberg, sowie eine anschließende
Vortragssession mit Diskussion.
Während der Exkursion untertage wurden Bestandteile der Grubenwassergeothermieanlage
des Freiberger Krankenhauses, z.B. der Wärmeübertrager und Zyklonabscheider, besichtigt
und den Teilnehmern die Schwierigkeiten der Anlageninstallation und –wartung dargestellt.
In einer Teufe von über 200 m wurde außerdem der Hauptentwässerungsstollen des
Freiberger Reviers (Rothschönberger Stolln) besucht, aus dem die
Grubenwassergeothermieanlage das etwa 13 °C warme Wasser nutzt.
An die Exkursion anschließend wurden in drei Vorträgen die Möglichkeiten der
energetischen Nutzung von Grubenwasser betrachtet, sowie anfallende Probleme und
mögliche Lösungen diskutieren.
Im ersten Vortrag bekamen die Teilnehmer einen Überblick über die Notwendigkeit und
Problematik der Wasserreinigung, was anhand von zwei Beispielen in Sachsen vertieft
wurde. Wasserreinigung bietet auch bei der energetischen Nutzung von Grubenwasser eine
Möglichkeit Verunreinigungen in Anlagenbestandteilen zu senken.
Anschließend wurden Betriebsdaten bestehender Grubenwassergeothermieanlagen
vorgestellt, sowie weitere Potenziale auf sächsischer und tschechischer Seite des
Erzgebirges evaluiert und unter den Anwesenden diskutiert.
Abschließend wurde über die Sanierungsmaßnahmen am Altbergbaustandort Königstein
berichtet, auch dort wird zukünftig Grubenwasser als regernative Energiequelle eingesetzt.

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V rámci workshopu na téma „Důlní vody jako regenerativní zdroj energie v celé hornické oblasti
Krušnohoří/Erzgebirge“ zorganizoval jeden z partnerů projektu GEOMAP - Institut für
Wärmetechnik und Thermodynamik (TU Bergakademie Freiberg) - exkurzi do důlního revíru
Freiberg a následnou přednáškovou akci s diskusí.
Během exkurze do podzemí si účastníci prohlédli součásti geotermálního zařízení nemocnice
Freiberg využívajícího důlní vodu, např. přenašeč tepla a cyklónový odlučovač, a seznámili se s
obtížemi při instalaci a údržbě zařízení. V hloubce více než 200 m účastníci mimo to navštívili
hlavní odvodňovací štolu revíru Freiberg (Rothschönberger Stolln), z níž geotermální zařízení
využívá vodu o teplotě cca 13°C.
Po exkurzi následovaly tři přednášky, které představily možnosti energetického využití důlních
vod, a proběhla diskuse o problémech s tím spojených a možných řešeních.
První přednáška poskytla účastníkům přehled o nezbytnosti a problematice čištění vody, která
byla podrobněji představena na dvou příkladech v Sasku. Čištění vody nabízí také při
energetickém využití důlních vod možnost snížit znečištění součástí zařízení.
Následně byla představena provozní data stávajících geotermálních zařízení využívajících důlní
vodu, a byly vyhodnoceny další potenciály na české a saské straně Krušnohoří a prodiskutovány
s přítomnými.
Následně byla prezentována opatření sanace staré těžební oblasti Königstein, i zde bude v
budoucnu používána důlní voda jako regenerativní zdroj energie.

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Programm:
9:00 - 12:30
Exkursion
Einfahrt in das Bergbaugebiet Freiberg mit Besichtigung einer
Grubenwassergeothermieanlage
12:30 - 14:00
Mittagspause
14:00 - 16:00
Referentenbeiträge mit anschließender Diskussion
Möglichkeiten der Wasserreinigung
(B. Russin, H+E GmbH & S-Tec GmbH)
Energetische Nutzung von Grubenwasser
(L. Oppelt, TU Bergakademie Freiberg)
Sanierung der Uranerzgrube Königstein
(Dr. U. Jenk, WISMUT GmbH)

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Möglichkeiten der Wasserreinigung
H+E GmbH & S-Tec GmbH

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- 2 -
Vorstellung S-tec GmbH und H + E GmbH als Mitglieder der
Aquarion-Gruppe
Beispiele zu industriellen und kommunalen
Wasseraufbereitungsanlagen in Sachsen
Reinstwassererzeugung für die Halbleiterindustrie
Schwermetallentfernung aus Trinkwasser
Diskussion
Gliederung

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- 3 -
Wer sind wir?
H + E GmbH
Know How und Technologiezentrum
S-tec GmbH
Fertigungszentraum

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- 4 -
Standort: Klipphausen
Gründung 2006
ca. 40 Mitarbeiter
ca. 2.500m² Fertigungs-
und Lagerfläche
ca. 350 m² Büro
moderner Maschinen-
und Werkzeugpark
S-Tec GmbH – Das Fertigungszentrum

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- 5 -
Übersicht Leistungsspektrum
Projektmanagement (Termin, Qualität, Kosten)
Gesamtheitliche und „Schlüsselfertige“ Projektbearbeitung in Bezug auf
Termine, Qualität und Kosten.
Schnittstellenmanagement zw. den Fachdisziplinen
Qualitätssicherungsmaßnahmen anhand von QS-Plänen
Konstruktionsplanung 3D in System AutoCAD
Planung von Baugruppen auf Grundlage von PID‘s und
Komponentendatenblättern
Rohrleitungsplanung , Stücklisten

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- 6 -
Übersicht Leistungsspektrum
Vormontage
Fertigung von kompletten Anlagenbaugruppen
Vorfertigung von verbindenden Rohrleitungen / Rohrleitungstrassen
Serienfertigung von Anlagen einschließlich Verkabelung
Montage
Anlagenmontagen in
Dtl. Und ggf. Anrainerstaaten
Wasserstandtests,
Druckprüfung

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- 7 -
Qualitätsmanagement
Zertifikat nach ISO 9001:2015
Schweißfachbetrieb
HP0 Zertifikat
Kunststoff: DVS
Stahl/Edelstahl: DIN EN 287-1, EN ISO 9606-1
Deutsches Wasserhaushaltsgesetz (WHG)
Zulassung
Bescheinigung gemäß §19
Zertifikate und Qualifikationen

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8

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Technologien zur Reinst- und Prozesswasseraufbereitung

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10
Technologien zur Abwasseraufbereitung und zum Recycling

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11
Reinst- und Prozesswasseraufbereitung in der Halbleiterindustrie
Beginn eines Projektes - Klärung grundlegender Fragen zur Planung
des Vorhabens
Welches Wasser steht als Rohwasser zur Verfügung,
Zusammensetzung?
Welche Qualitäten und welche Mengen werden benötigt?
Welche Technologien und welche Verfahrens-
kombinationen eignen sich für die Aufbereitung
Beispiele für Firmen in Sachsen:
Siltronic AG Freiberg
FCM Freiberg
(Deutsche Solar AG Freiberg)
Global Foundries Dresden
Infineon Dresden
X-Fab GmbH Dresden

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Reinst- und Prozesswasseraufbereitung in der Halbleiterindustrie
Bsp. Solar World Freiberg: Herkunft des Rohwassers

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Reinst- und Prozesswasseraufbereitung in der Halbleiterindustrie
Anforderungen an das Prozesswasser:

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Reinst- und Prozesswasseraufbereitung in der Halbleiterindustrie
Bsp. Solar World Freiberg: Typischer Anlagenaufbau Reinstwassererzeugung

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Technologien zur Reinst- und Prozesswasseraufbereitung
Bsp Solar World Freiberg: Klassische Filtration in Druckbehältern

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Technologien zur Reinst- und Prozesswasseraufbereitung
Membranfiltration:

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Technologien zur Reinst- und Prozesswasseraufbereitung
Bsp. Solar World Freiberg: Ultrafiltration

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Technologien zur Reinst- und Prozesswasseraufbereitung
Bsp. Solar World Freiberg: Umkehrosmose

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- 19 -
Schwermetallentfernung aus Trinkwasser
Wann sind Schwermetalle im Trinkwasser?
Gelogische/hydrogeologische Ursachen
Industrielle Altlasten / Bergbau
Wann wird die Schwermetallentfernung ein Thema?
Dezentrale Wasserversorgung – kein einfacher Anschluss an das Trinkwassernetz
möglich
Kleine Wasserwerke in ungünstiger Lage
Beispiel aus dem mittleren Erzgebirge
Rohwasser: Brunnenwasser
Anforderungen an das aufbereitete Wasser: TVO
Handlungsbedarf (Grenzwertüberschreitung) bei folgenden Parametern:
ph-Wert,
Eisen,
Mangan,
Aluminium,
Arsen

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- 20 -
Schwermetalentfernung aus Trinkwasser
Aufbau Aufbereitungsanlage mittleres Erzgebirge: Dosieranlageanlagen

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- 21 -
Vormontage - Baugruppen
Aufbau Aufbereitungsanlage mittleres Erzgebirge: Eisen- und Manganentfernnung

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- 22 -
Planung - Vormontage - Montage
Aufbau Aufbereitungsanlage mittleres Erzgebirge: Aluminium- und Arsenentfernung

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- 23 -
Fertigung der Anlagen in Klipphausen
-
Serienfertigung von Kompaktanlagen in unterschiedlichen Größen
-
Montage der Anlagen Vorort oder in Containern

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- 24 -
Wartungs- u. Servicearbeiten

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- 25 -
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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- 26 -
„Zusammenkommen ist ein Beginn, zusammenbleiben ist ein Fortschritt, zusammenarbeiten ist ein Erfolg“
(Henry Ford)
S-Tec GmbH
Dr.-Jungheinrich-Platz 2 | 01665 Klipphausen
Telefon: +49 35204 3925-0
Fax:
+49 35204 3925-60
info@stec-anlagenbau.de
http://www.stec-anlagenbau.de

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Grubenwasser als regenerative Energiequelle
Funktion-Beispiele-Potenziale
Lukas Oppelt,
Sebastian Pose, Thomas Grab, Tobias Fieback
4. Workshop des Projektes GeoMAP, Freiberg 27.02.2020

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2
Grubenwasser als regenerative Energiequelle
TU Bergakademie Freiberg | Lehrstuhl für technische Thermodynamik | Lukas Oppelt | Tel.: 0373139-3252 |
4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Strukturwandel erzeugt Ewigkeitsaufgabe
Weltweites thermisches Potenzial durch Bergbauwasser
Durch Klimaerwärmung steigender Kühlbedarf
100 Millionen m³ warmes Wasser
müssen im Ruhrgebiet jährlich
gepumpt werden
Potenzial von 6 100 GWh/a
Heizenergie in NRW
390 000
Haushalte
Grubenwasser zum Kühlen bereits erprobt

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3
Grubenwasser als regenerative Energiequelle
TU Bergakademie Freiberg | Lehrstuhl für technische Thermodynamik | Lukas Oppelt | Tel.: 0373139-3252 |
4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Gliederung
Funktionsweise
Übersicht bestehender Anlagen
Anlage Ehrenfriedersdorf
Beispiel Ruhrgebiet
Potenziale in Freiberg
Zusammenfassung und
Ausblick

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4
Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
TU Bergakademie Freiberg | Lehrstuhl für technische Thermodynamik | Lukas Oppelt | Tel.: 0373139-3252 |
4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
a
b
e
d
f
c
(a) Entnahme des Grubenwassers
(b) Wärmeübertragung an
Zwischenkreislauf
(c) Rückleitung Grubenwasser
(d) Kühlkreislauf
(e) Wärmepumpe zur Erhöhung des
Temperaturniveaus
(f) Heizkreislauf

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0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
02.11.
22.11.
12.12.
01.01.
21.01.
10.02.
01.03.
Druckdifferenz Wärme-
übertrager in bar
5
Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Platten-Wärmeübertrager
Quelle: VDI-Wärmeatlas 11. Auflage
Geprägte, strukturierte Platten:
Dicke: 0,5–1,2 mm
Typ. Werkstoffe: Stahl, Kupfer,
Aluminium
Kompakte Bauweise
Geringe Investitionskosten
(Einfache Reparatur und Wartung)
Reinigung (chemisch + mechanisch)

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6
Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Wärmepumpe
Verdampfer
Kondensator
Q
Kalt
Q
Warm
P
Hoher Druck
Niedriger Druck
AZ=
Q
Warm
P

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7
Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Oberschule Ehrenfriedersdorf
Betrieb seit: 1994
Keine aktive Hebung des Grubenwassers
notwendig
Nutzung von Gaswärmepumpen
10 °C
95 kW

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8
Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Oberschule Ehrenfriedersdorf
Nur Beheizung Schule messtechnisch
detailliert erfasst
Heizwärme Warmwasser und Heizbedarf
Kindergarten nur als Summe
Beheizung Schule wäre allein über
Wärmepumpen möglich

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9
Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
TU Bergakademie Freiberg | Lehrstuhl für technische Thermodynamik | Lukas Oppelt | Tel.: 0373139-3252 |
4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Oberschule Ehrenfriedersdorf
Gas
Strom
Wärme
Arbeitszahlen
Durchschnittstemperatur
-10
-5
0
5
10
15
20
25
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
Ø-Temperatur in
°C
Ø Tagesarbeitszahl
Arbeitszahlen
Durchschnittstemperatur
Arbeitszahlen Gaswärmepumpe
≠ Arbeitszahl elektrische WP
Anlage dient zum Heizen
Nutzung im Winter
Größte Wärmebedarf zwischen
November und März
höchste Arbeitszahlen
-60
-40
-20
0
20
40
60
Wärme-/ Gasenergie-
menge/ elektrische
Leistung in MWh

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Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Wasserstadt Aden
Ehemalige Zeche „Haus Aden“
ewiger Wasserhebungsstandort
24 m³/min Grubenwasser mit 25
29 °C
Grubenwasser Hauptwärmequelle:
Plan: Deckung 80 % Wärmebedarf
Quelle:
https://www.gw-ruhr.rub.de/webseitecs5/Hotspots/haus_aden-
bergkamen.html
Quelle:
https://www.lokalkompass.de/kamen/c-
politik/wasserstadt-bergkamen-
ahoi_a1106130#gallery=default&pid=10131606

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Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Wasserstadt Aden
Entwicklung mehrerer Quartiere
Gesamtkosten: 41 Mio. €
Realisierung bis 2026
Quelle:
https://www.bergkamen.de/wasserstadt-aden-1861.html

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Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Quelle:
https://www.bergkamen.de/wasserstadt-aden-1861.html
Quell
Quelle:
Grab et al., in „Handbuch Oberflächennahe Geothermie“
2018

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Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Quelle:
https://www.bergkamen.de/wasserstadt-aden-1861.html
Quelle:
https://www.bergkamen.de/wasserstadt-aden-1861.html
Quelle:
Grab et al., in „Handbuch Oberflächennahe Geothermie“
2018

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Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Krankenhaus
Obermarkt
Untermarkt
Karte: OpenStreetMap

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Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Karte: OpenStreetMap

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Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Gesamtwärmebedarf untersuchtes
Gebiet:
≈83,4
GWh/a
Hoher Bedarf in Bereichen mit Schulen
Rothschönberger Stolln: T≈ 11
°C
Jährliches Potenzial:
102 GWh/a (Arbeitszahl=4)
(Annahme: Wasser 5 K abkühlen)
Karte: OpenStreetMap

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Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
TU Bergakademie Freiberg | Lehrstuhl für technische Thermodynamik | Lukas Oppelt | Tel.: 0373139-3252 |
4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Krankenhaus
Obermarkt
Untermarkt
Karte: OpenStreetMap

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Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020
Weitere mögliche Standorte
T
V
Teufe
pH
El. L.
Freiberg Rothschönberger S.
Mundloch Rothschönberger S.
Annaberg Tiefer St. Christoph S.
Johanngeorgenstadt, Glückauf-S.
Marienberg Weißtraubner S.
Mariánské
Radčice
MR1

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Grubenwassergeothermie als
regernative Energiequelle
für Heizen und
Kühlen
Großes Potential
bei stillgelegten Bergwerken
Fouling
wesentliche
Problemstelle
Verschiedene
Projekte Realisiert
oder in
Umsetzung
Wesentliches
Potenzial
weiterhin in
Freiberg
und dem
Erzgebirge
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Funktionsweise
Beispielanlagen
Potenziale
Zusammenfassung
Zusammenfassung und Ausblick
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4. Workshop GeoMAP | Grubenwasser als regenerative Energiequelle | 27.02.2020

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TU BERGAKADEMIE FREIBERG
Lukas Oppelt
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik
Gustav-Zeuner-Straße 7
09599 Freiberg
Tel. +49(0)3731 39-3252
Lukas.Oppelt@ttd.tu-freiberg.de
geothermie.iwtt.tu-freiberg.de
Vielen Dank für Ihr Interesse

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Wismut GmbH
Sanierung der Uranerzgrube Königstein

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2
Das WISMUT-Projekt
Sanierung der Hinterlassenschaften
des ostdeutschen Uranbergbaus
31.12.1990
Ende der Uranerzgewinnung und -aufbereitung
16.05.1991
Regierungsabkommen zwischen der BRD und der
UdSSR zum Ende der gemeinsamen Tätigkeit der
SDAG Wismut
20.12.1991
Umwandlung der SDAG Wismut in die Wismut GmbH
als Unternehmen des Bundes
ab 1991
Unternehmensziel:
Stilllegung der Gruben und Sanierung
der bergbaulichen Hinterlassenschaften
Wismut GmbH, Standort Königstein

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3
Standorte der Wismut GmbH
Wismut GmbH, Standort Königstein

4
Grube Königstein - historische Entwicklung
Wismut GmbH, Standort Königstein
1961
Geologische Erkundungsbohrungen im oberen Elbtalgraben
1967
Aufschluss der Grube, Beginn des konventionellen Abbaus
1984
Umstellung auf ausschließlichen Laugungsbergbau
1990
Einstellung der Urangewinnung
1993
Beginn erstes Flutungsexperiment
1995
Erarbeitung Flutungskonzept und Antrag Flutung Teilbereich I
1997
Beginn erweitertes Flutungsexperiment
2001
Beginn Flutung Teilbereich I, Einstau bis max. 140 m NN
2013
Ende Flutung Teilbereich I - Einstauniveau 139,5 m NN
danach Halten Flutungsniveau
Flutung TB II 2011 beantragt, abgelehnt, z. Z. Widerspruchsverfahren

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Topografische Lage und Angaben zum Standort
Wismut GmbH, Standort Königstein
Ausrichtung des Gruben-
feldes auf vier Sohlen mit
fünf Tagesschächten und
sieben Wetterbohrlöchern
Fläche ca. 6 km²
(4,5 x 1,5 km)
Teufe
300 (N) … 200
m (S)
unter Geländeoberkante
Aufgefahrener Hohlraum
ca. 8,7 Mio. m³
Urangewinnung im Abbau
ca. 18.000 t
Uran aus Sanierung
ca. 1.700 t
Abfallentsorgungseinheit
Halde Schüsselgrund
ca. 24 ha,
4,4 Mio. m³
Langen-
hennersdorf
Halde
Festung
Königstein
Grubenkontur
Kontur des Bergbau-
einwirkungsgebietes
Grundsohle
Kontrollstrecke
Leupoldishain

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Schematisches geologisches Profil
Wismut GmbH, Standort Königstein

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7
1) Konventionelle Bergbauphase
1967 - 1983, Urangewinnung ca. 12.000 t
Hauptabbauverfahren Kammerpfeilerbau mit Versatz
Verschlechterung der Abbaubedingungen Ende der 1970er Jahre
Ausdehnung der Abbaufront/Verlagerung an die Flanken der Lagerstätte
Absinken der Erzmächtigkeit
Sinkende Urangehalte
Bunkerlader
Grube Königstein
Abbauphase
Lafettenbohrwagen
Wismut GmbH, Standort Königstein

8
Umstellung der Bergbautechnologie
Bereits 1969 erste Experimentalarbeiten zur chemischen Gewinnung
Vervollkommnung der technologischen Verfahren
Etappenweiser Bau der übertägigen Aufbereitungskapazitäten
2) Ab 01.01.1984 ausschließlich chemische Gewinnung
Urangewinnung ca. 5.750 t
Gewinnungsquellen:
Blocklaugung unter Tage
Übertägige Haufenlaugung
(der bei der untertägigen Blockvorbereitung anfallenden Erze)
Schlammlaugung
(der bei der Grubenwasserreinigung anfallenden Erzschlämme)
Wismut GmbH, Standort Königstein

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9
Schwerpunkte
Stilllegung des Bergwerkes
Flutung der Grube
Reinigung kontaminierter Flutungs- und Oberflächenwässer
Demontage und Abbruch kontaminierter Anlagen und Gebäude
Haldenbewirtschaftung
Umweltüberwachung
Besondere Randbedingungen
Abbautechnologie
schwefelsaure Untertagelaugung
Lage im Landschaftsschutzgebiet
„Nationalpark Sächsische
Schweiz“, dichte Besiedlung
Sanierung am Standort Königstein
Wismut GmbH, Standort Königstein

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Wismut GmbH, Standort Königstein
10
Entsorgung von wassergefährdenden Stoffen
Abfahren/Entsorgung Lösungskreislauf der Untertagelaugung
Immobilisierung
in Laugungsblöcken
(dau
erhafte Bindung von Schadstoffen)
Verwahrung von Grubenbauen in geologischen
Schwächezonen
Errichtung von Absperrbauwerken
Verwahrung von Schächten, Wetter- und Versatzbohrlöchern
Sanierung der Grube / des beanspruchten Grundwasserleiters
durch vollständige Flutung
Sanierung am Standort Königstein
- Stilllegung und Verwahrung der Grube

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Wismut GmbH, Standort Königstein
11
Anwendung konventioneller Sanierungskonzepte nicht möglich
Vorbereitung über 10 Jahre
Umfassende Untersuchung des zu erwartenden Flutungsprozesses
Mehrjährige Vorbereitungsarbeiten einschließlich großräumiger
Experimentalflutungsabschnitte (1991
2000)
Ableitung des Konzepts der gesteuerten Flutung
Schrittweise Flutung der Grube bis 140 m NN (Teilbereich I)
Fassung kontaminierter Wässer durch ein Wasserfassungssystem
(Kontrollstrecken, Förderbohrlöcher)
Gewährleistung einer sicheren Steuerung der Flutung sowie
der Betriebssicherheit des Systems der Flutung
Begleitendes, teils automatisiertes Monitoring
(Pfade Wasser und Luft sowie Themenkomplex Geomechanik)
Entwicklung eines Modellkonzeptes zur Beschreibung der Entwicklung
des Flutungswasserkörpers und möglicher Auswirkungen auf das
Grubenumfeld
Sanierung am Standort Königstein
- Grubensanierung durch Flutung

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12
01/2001 Beginn Flutung der Grube mit offener Kontrollstrecke
Kontrollierter Flutungswasseranstieg auf ca. 110 m NN bis 2004,
dann Halten des Pegels, weiterer Rückzug unter Tage
Umsetzung des Konzepts der gesteuerten Flutung (1)
Wismut GmbH, Standort Königstein
Separate Fassung von Flutungswasser und zusitzendem Grundwasser
über die Kontrollstrecke
Ausförderung durch untertägige Pumpstationen
Reinigung der kontaminierten Wässer (AAF) und Einleitung in die Elbe
Reinfiltration des flutungsunbeeinflussten GW in den Flutungsraum

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Wismut GmbH, Standort Königstein
13
Konzeptionelle Neuorientierung zur Flutung 2005
Variantenvergleich, Umweltbewertungen, Abschätzung der Verhältnismäßigkeit
Fortsetzung der Flutung des TB I bis FN 140 m NN, Flutung der Kontrollstrecken
und Wasserhebung über Förderbohrlöcher (Brunnen)
Betreiben der Kontrollstrecke als Horizontalbrunnen
Ausförderung über zwei übertägige Förderbohrlöcher
Reinigung des Mischwassers (AAF), Einleitung in die Elbe,
ab 06/2011 teilweise Rückführung in die Grube zum Einstau
Umsetzung des Konzepts der gesteuerten Flutung (2)

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Technische Ausrüstung
untertägige Pumpenstation
Ausrüstung der Kontrollstrecken
Wismut GmbH, Standort Königstein
Brunnenstube über Tage
Wechsel der Pumpe FBL A neu,
ausgebaute Pumpe vor dem Abtransport zur Wartung

Wismut GmbH, Standort Königstein
15
W.-Brl. 2
W.-Brl. 1
Schacht 398
W.-Brl. 7
W.-Brl. 3
Schacht 392
Schacht
388/390
W.-Brl. 4
Grube abgeworfen, alle
Schächte und
Wetterbohrlöcher verwahrt
FBL A neu/B
k-77037
W.-Brl. 6
W.-Brl. 5
Einstau 139,5 m NN
Aufg.-Brl. 1/2
Aufg.-Brl. 4
Schacht 387
Einstausituation
Grube im Teilbereich I
geflutet,
Flutungsniveau 139,5 m NN

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16
Veränderung der geochemischen Verhältnisse im
aufgeschlossenen Bereich des 4. Grundwasserleiters
Wismut GmbH, Standort Königstein
Infolge des bergmännischen Aufschlusses und damit
einhergehender Versauerungsprozesse
Insbesondere jedoch durch die schwefelsaure Laugung
nach Einstellung der Gewinnung großes Potenzial
an wasserlöslichen Schadstoffen
ca. 2 Mio. m
3
schwefelsaure Porenwässer im Grubengebäude:
pH
0,9
2,5
EH
600
800 mV
Gesamtmineralisation
3
25 g/l (max. 335)
Leitfähigkeit
8
34 mS/cm (max. 98)
SO
4
ca. 10 g/l (max. 170)
Uran
5
500 mg/l (max. 3.000)

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Wismut GmbH, Standort Königstein
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Entwicklung Chemismus Flutungswasser
(Gesamtausförderung)
pH-Werte
max. Werte 2002
bis 255 mg/l
Uran [mg/l]
Sulfat [mg/l]
Eisen [mg/l]
max. Werte 2002
bis 1.080 mg/l

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Wismut GmbH, Standort Königstein
18
Aufbereitung von Flutungswasser in der AAF
WB
Prozessstufe Wasserbehandlung
kontaminiertes
Oberflächenwasser
URANENTSORGUNG
gereinigtes
Wasser
Uran-Reststoff
(Verwertung)
entwässerter Fällschlamm
(Halde Schüsselgrund)
Flutungswasser
1. Prozessstufe
Vorflut
WASSERBEHANDLUNG
Elbe
2. Prozessstufe

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19
Bilanzierung des Stoffaustrages aus dem Flutungsraum
01/2001 bis 12/2018
Wismut GmbH, Standort Königstein
→ Entsorgung über AAF am Standort
Uran
971 t
Chlorid
3.023 t
Eisen
10.231 t
Sulfat
63.571 t

Wismut GmbH, Standort Königstein
20
Überwachungs- und Einleitwerte in die Elbe - Auswahl -
Einleitwerte 2019
Parameter
Maßeinheit
Ü-Wert
Min.
Mittel
Max.
pH
[ -]
6,5…8,5
7,30
7,90
8,50
AFS
[mg/l]
20
< 5
< 5
< 5
Fe
[mg/l]
2,9
0,02
0,1
0,24
Cl
[mg/l]
950
113
151
167
Al
[mg/l]
2,0
0,24
0,33
0,43
U
[mg/l]
0,5
0,069
0,115
0,200
SO
4
[mg/l]
2.000
762
884
951

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Wismut GmbH, Standort Königstein
21
Prozessüberwachung und Umweltmonitoring
Dokumentation des Ausgangszustandes
Überwachung der während der Flutung stattfindenden
Auswirkungen in der zu flutenden Grube und in deren Umfeld
im Sinne einer Beweissicherung
Bereitstellung von Daten und Informationen
zur sicheren Steuerung des Flutungsprozesses
zur Planung der weiteren Flutung
zur Präzisierung von Prognosen zum weiteren Flutungsverlauf
Überwachung/Gewährleistung der Betriebssicherheit des Systems
der Flutung und zur Einhaltung behördlicher bzw. gesetzlicher
Vorgaben
Aufteilung in Pfade Luft, Wasser und den Themenkomplex Geomechanik,
räumliche Gliederung in über- und untertägigen Bereich
Ausgangssituation 2001:
1.303 Messstellen
Ende Flutung Teilbereich I, 2013:
692 Messstellen
laufende Anpassung

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Wismut GmbH, Standort Königstein
22
Signifikanter Abbau von Schadstoffen im Grubenraum
Keine Beeinflussung der hydrochem. Verhältnisse 3. GWL
Im 4. GWL nur im Nahfeld der Grube hydrochemische
Beeinflussungen im Rahmen der prognostizierten und
genehmigten Umfänge
Keine Beeinträchtigung der umgebenden
Oberflächengewässer und Wasserfassungen
Keine Umweltbeeinflussung Luftpfad
(Arbeitnehmer, Bevölkerung)
Keine gebirgsmechanische Beeinflussung
(Senkungen, Bergschäden)
A B E R :
Bisher nur ca. 2/3 der Grube geflutet (Teilbereich I)
Gesamtprozess der Flutung nicht abgeschlossen
Flutung der Grube Königstein
Resümee
Abschluss der Flutung der Grube Teilbereich I im Januar 2013,
erfolgreiche Realisierung eines komplexen Vorhabens
Geordneter bergmännischer Rückzug aus der Grube
Zeitgleiche Flutung der Grubenbaue

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Flutung der Grube Königstein
Aktuelle Situation
Flutung TB I
Einstau 139,5 m NN 2013 abgeschlossen,
seitdem Halten den Flutungsniveaus
Flutung TB II 2011 beantragt,
abgelehnt, z. Z. Widerspruchsverfahren
Szenarien zur Fortführung der Sanierung
1) Schrittweise vollständige Flutung
→ Inkaufnahme einer lokal begrenzten Grundwasserbeeinträchtigung
→ Abschluss der Sanierung von Grube und Standort
Vorzugsszenarium
2) Dauerhafte Wasserhebung
- unvollständige Flutung der Grube
→ Sanierung bleibt unvollendet
→ Umweltschaden für Folgegenerationen
Wismut GmbH, Standort Königstein

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Umsetzung der Zielstellung Grubensanierung (1)
Ausführliche Fachgespräche WISMUT - Genehmigungsbehörden
Wesentliches Ergebnis:
Durchführung eines 1. hydraulischen Tests
Temporäre Anhebung des Flutungsniveaus um 10 m auf ca. 150 m NN,
danach sofortiges Absenken auf das Ausgangsniveau 139,5 m NN
Technische Durchführung (2017/18) erfolgreich abgeschlossen,
keine chemische Beeinflussung des GW im 3. GWL
Erweiterung des Kenntnisstandes zum hydraulischen und stofflichen
Verhalten des GWL-Systems derzeit und bei weiterer Flutung
Verifizierung hydraulischer und geochemischer Modelle
Prüfung des Monitorings, Nachweis der Funktionsfähigkeit der
Überwachungselemente
Schlussfolgerung:
Weiterer Erkenntnisgewinn unter der Maßgabe eines sicheren
GW-Schutzes nur durch Folgeschritte der Flutung möglich
Wismut GmbH, Standort Königstein

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Umsetzung der Zielstellung Grubensanierung (2)
Im Fachgespräch am 06.11.2019 wurde von den Genehmigungs-
behörden ein schrittweiser Höhereinstau mit zusätzlichen
Maßnahmen zur Verringerung des Schadstoffpotentials als
grundsätzlich durchführbar und auch als erforderlich eingestuft
Planung und Beantragung eines ersten
Teilschrittes zur Flutung
der Grube im TB II im Rahmen eines 2. hydraulischen Tests:
Einstau auf 150 m NN, Halten des Einstauniveaus ca. 2 Jahre
,
solange keine unzulässigen GW-Beeinflussung auftreten
2020 Planung und Beantragung
2021 Einstau auf 150 m NN
Wismut GmbH, Standort Königstein

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Nach Abbruch getrennte Entsorgung der Materialien mit unterschiedlichen
Kontaminationen,
abschließend Abdeckung und Begrünung der Flächen
Wismut GmbH, Standort Königstein
Sanierung am Standort Königstein
- Demontage, Abbruch, Betriebsflächensanierung
Demontage Schacht 388/390

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Sanierung am Standort Königstein
- Haldenbewirtschaftung
Wismut GmbH, Standort Königstein
Historie
1964
Beginn der Haldenschüttung,
Basisabdichtung entsprechend technolog.
Vorgaben der 1960er Jahre
Bis 1992
Entwicklung der Haldenaufstands-
fläche auf ca. 24 ha
1978
erste Schlammablagerung aus
Beräumung der Auflandebecken
Ab 1985
Anlage von Trockenbeeten
auf der Plateaufläche
Planfeststellungsbeschluss des Sächs. Oberbergamtes vom 19.10.2016
Bewirtschaftung der Abfallentsorgungseinheit (AEE) Halde Schüsselgrund
mit Sondereinlagerungsbereich
Ergebnis Umweltverträglichkeitsuntersuchung:
Keine nicht tolerierbaren Umweltauswirkungen durch die Bewirtschaftung der
AEE Halde Schüsselgrund auf Wasser, Luft, Boden, Fauna, Flora und das
Landschaftsbild bzw. werden sich daraus ergebende Risiken für die
menschliche Gesundheit so weit wie möglich vermieden oder reduziert
Aufnahme 10/2017

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Wismut GmbH, Standort Königstein
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Anpassung und Optimierung der Aufbereitungsanlage
für Flutungswasser (AAF)
WB
UE
Änderung wesentlicher Randbedingungen wie Mengen und Beschaffenheit
des ausgeförderten Flutungswassers im weiteren Flutungsverlauf
Anpassung der bisherigen, bewährten
Technologie der Prozessstufe
Wasserbehandlung,
Wegfall der Prozessstufe Uranentsorgung
Umbau der Anlage 2018 bis 2020
Probebetrieb der umgebauten Anlage
ab 02/2020 ca. 5 Monate
Gewährleistung des mittel- bis langfristigen Wassermanagements am Standort
Behandlung zukünftig anfallender Flutungs-,
Oberflächen- und Haldensickerwässer
unter Einhaltung der Einleit- und Überwachungswerte (Elbe)
Kapazität: Regelbetrieb 150-300 m³/h, Ausnahmebetrieb 650 m³/h
Beibehaltung der Einbautechnologie der Rückstände bei Verbringung
in den Sondereinlagerungsbereich der Abfallentsorgungseinrichtung
Halde Schüsselgrund am Standort

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Standortumbau -
Regenerative Energie aus Grubenwasser als Hauptquelle
der Wärmeversorgung
Nutzung der Wärme des
Flutungswassers im Prozess
der Flutungswasserbehandlung
Wärmeerzeugung mittels
Wärmetauscher
zentrale Wärmeerzeugung für
Funktionalgebäude,
Betriebsgebäude
der AAF und Elektrowerkstatt
Ergänzende konventionelle
Wärmeerzeugung für periphere
Gebäude
Wismut GmbH, Standort Königstein
Einbindung Wärmetauscher
nach der Entmanganung
Einbindung Wärmetauscher im Blockschema AAF nach Umbau
*
Neukonzipierung der Wärmeversorgung am Standort

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Ausblick / Standortentwicklung
Weiterer Rückbau des ehemaligen
Bergbaustandortes
Erfüllung der Langzeitaufgaben
Aufbereitung kontaminierter Gruben-
und Oberflächenwässer sowie
Umweltmonitoring
Anpassung technischer und technolog.
Betriebseinheiten an den weiteren
Fortgang der Sanierungsarbeiten
Randbedingungen
Verfahrensstand zur Flutung der Grube Königstein
Betrieb der Aufbereitungsanlage für Flutungswasser in neuer Konfiguration
Optimierte Infrastruktur
Betrieb AEE Halde Schüsselgrund mit Sondereinlagerungsbereich
Zentrales Materiallager, Reparaturstützpunkt
Ersatzneubau Funktionalgebäude in Nutzung
Wismut GmbH, Standort Königstein

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Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!
Glückauf!