Energetische Nutzung von Haldenschwelbränden

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Thomas Horst

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Der Restkohlegehalt von Bergehalden aus der Steinkohlengewinnung schwankt sehr stark und liegt etwa zwischen 4 und 20 %. Bergehaldenbrände entstehen durch die Oxidation von Kohle mit Luftsauerstoff. Da dieser Oxidationsprozess exotherm verläuft, kann es in Bergehalden zu einer derart starken Wärmeentwicklung kommen, dass sich die in der Halde enthaltene Restkohle selbst entzündet. Schwelende Abraumhalden belasten mit ihren Schadstoffen die Umwelt und bedürfen dauerhaft, das heißt oft noch Jahrzehnte nach dem Ende der Aufschüttung, einer besonderen Sicherung.

Bergehaldenschwelbrände stellen aber nicht nur eine mögliche Gefahr, sondern auch ein nutzbares thermisches Potenzial dar, das bisher unbeachtet geblieben ist. Die im Haldenkörper vorhandene Wärme sowie entstehende Verbrennungsgase entweichen bislang ungenutzt in die Atmosphäre.

In diesem Projekt werden die technischen, rechtlichen, ökologischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen zur Entwicklung alternativer Sicherungs- und energetischer Nutzungskonzepte für Bergehaldenschwelbrände untersucht. Mit Hilfe eines Feldversuchs wird der Prototyp einer Wärmesonde in der Scale-up-Phase untersucht. Gegenüber bisherigen Bergehaldensicherungskonzepten bietet dieses Konzept sowohl ökologische als auch betriebswirtschaftliche Vorteile. Von großer Wichtigkeit ist es hierbei, das thermisch nutzbare Potenzial von Bergehaldenbränden zu erfassen und Techniken zur Gewinnung und zur energetischen Verwertung dieser Bergehaldenwärme zu erproben. In Frage kommt eine Nutzung als Strom, Kälte oder Heizwärme.

Neben der energetischen Nutzung ist ein besseres Verständnis von Schwelbränden zur langfristigen Sicherung der Halden notwendig. Zusätzlich zu den Feldversuchen werden neue Erkenntnisse anhand eines numerischen Simulationsmodells und von Laboruntersuchungen gewonnen. In den Versuchen wird die Selbstentzündung von Kohle- und Flözbränden untersucht und auf die spezielle Thematik des Haldenbrandes ausgewertet.

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