Energieatlas — Rheinland-Pfalz Energieatlas — Rheinland-Pfalz : Projektsteckbriefe

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Bild 5; Michael Münch
Bild 6; Michael Münch
Bild 7; Michael Münch
Bild 8; Michael Münch
Bild 9; Michael Münch
Bild 10, Michael Münch
Verbandsgemeinde Bad Ems

Grubenwasserwärmenutzung zur Beheizung des Rathauses der Verbandsgemeinde Bad Ems

2018

PDF

Die Verbandsgemeinde Bad Ems beschäftigt sich aufgrund des großen Potenzials seit 2006 mit der geothermischen Nutzung der Grubenwässer (25°C und etwa 100 m³/h). Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitung des Umsetzungsprojekts im Rathaus werden die vorliegende Bestands- und die Wirtschaftlichkeitsanalyse überarbeitet sowie ein Mess- und Zählerkonzept erstellt. Die Zusammenarbeit mit den verschiedenen Planern und ausführenden Unternehmen wird begleitet. Die Erfolge des Projekts werden im Rahmen der Evaluation messtechnisch erfasst und interpretiert. Da in Rheinland-Pfalz im großen Maß Potenziale durch thermale Gruben- und Mineralwässer vorzufinden sind, wird die Übertragbarkeit auf andere Standorte anhand der Erkenntnisse diskutiert und vor anderen Akteuren dargestellt.

Projektdetails

Anlass und Ziele

Ziel der Maßnahmenumsetzung ist eine deutlich effizientere und emissionsärmere Heizwärmeversorgung des Rathauses. Die Umsetzung und die Evaluation der ersten Betriebsjahre soll demonstrieren, dass sowohl die Geowärmeerschließung mit günstigen Materialien als auch die Machbarkeit der Beheizung eines historischen Bestandsgebäudes mit Niedertemperatur möglich ist. Ziel der wissenschaftlichen Begleitung ist die Erfüllung der Anforderungen des Energiekonzepts und der damit verbundenen Klimaschutzziele sowohl bei der Planung als auch bei der Umsetzung. Weiterhin werden die Erkenntnisse aus dem Projekt für weitere Umsetzungen an den geeigneten Altbergbaustandorten im Land aufgearbeitet.

Projektbeschreibung

Das Projekt befindet sich seit Februar 2018 im Betrieb, wobei das Rathaus in Bad Ems das erste historische, öffentliche Gebäude in Rheinland-Pfalz ist, das Erdwärme einsetzt.

Technische Umsetzung der Nutzung der Grubenwasserwärme

Seit 2018 wird im Rathaus der ehemaligen Bergbaustadt Bad Ems Erdwärme zur Wärmeversorgung eingesetzt. Bei dem Gebäude handelt es sich um ein 1901 als Krankenhaus errichtetes Backsteingebäude aus der Gründerzeit, das nun als erstes historisches und öffentliches Gebäude in Rheinland-Pfalz, mit thermalem Grubenwasser beheizt wird. Dieses fließt mit etwa 35 l/s aus dem etwa 800 m tiefen Bergwerk über den Stadtstolln in den Emsbach.

Die Stadt nutzt den Warmwasserstrom aus dem Stollen zur CO2e-neutralen Beheizung des Rathauses. Dazu wurde im Stadtstolln Bad Ems ein eigens dafür konstruierter Wärmetauscher aus Standardkomponenten des Rohrleitungsbaus integriert. Die hier durch die Grubenwässer aufgenommene Wärme von ganzjährig etwa 25 °C wird über eine Trasse vom Stadtstolln zum Rathaus mittels einer Schrägbohrung im Kreuzungspunkt Bleichstraße/Ludwigsstraße mit anschließender Trassenführung in das Rathaus transportiert. Im Keller des Rathauses wird die Wärme mittels einer Wärmepumpe auf über 50 °C angehoben und zur Beheizung des Rathauses genutzt. Neben der Erschließung der geologischen Wärmepotenziale wurde die Gebäudetechnik und Heizungsanlage des Rathauses zum Teil erneuert und optimiert (hydraulischer Abgleich). Weiterhin werden kontinuierlich bauliche Maßnahmen am Gebäude durchgeführt. Auf diese Weise kann das Gebäude zu über 95 % regenerativ beheizt werden. Das Rathaus nutzt nur einen kleinen Teil des vorhandenen Wärmepotenzials im Grubenwasser und so hat der Stollen ein großes Potenzial, auch weitere Gebäude zu beheizen.

Überblick über technische Details:

Energieträger Holzhackschnitzel (HHS)
Heizleistung zwei HHS-Anlagen je 81kWth (Grundlast)
Heizleistung weiterer Wärmeerzeuger zwei Biogas-BHKW 499 kWth und 360 kWth (Spitzenlast)
Versorgte Gebäude 18

Wissenschaftliche Begleitung

Die wissenschaftliche Begleitung des Pilotprojektes wird vom Institut für geothermisches Ressourcenmanagement (igem) zusammen mit der Transferstelle Bingen (TSB) mit Förderung des rheinland-pfälzischen Ministeriums für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten (MUEEF) durchgeführt.
Aufgabe der wissenschaftlichen Begleitung in der Planungs- und Bauphase ist die Unterstützung der Bauherrin bei der Abstimmung mit allen beteiligten Akteuren zur Sicherstellung der zielgerechten Umsetzung des Energiekonzepts.
Nach der Inbetriebnahme erfolgt eine Evaluation der Projektergebnisse durch Auswertung von erhobenen Messdaten des Betriebs der Grubenwasserwärmenutzungseinrichtung.

Umfangreiche Einsparungen möglich

Die jährlichen Gesamtendenergiekosten der Liegenschaft liegen bei ca. 50.000 Euro/Jahr. Die reine Einsparung des Primärenergieträgers durch Substitution des Erdgases durch die "kostenlose" Erdwärme (abseits des benötigten Stroms für die Wärmepumpe) liegt bei etwa 15.000 - 20.000 Euro/Jahr. Außerdem wird der zusätzlich benötigte Strom durch Ökostrom bereitgestellt, sodass sehr große CO2-Einsparungen von 75 Tonnen/Jahr resultieren.

Zwischenfazit

Durch laufende Messungen mit Wärmemengenzählern, deren Daten kontinuierlich analysiert und plausibilisiert werden, konnte bereits in den ersten Monaten des Betriebs festgestellt werden, dass die Feinkonzeption des Energiekonzepts erfolgreich war. Die Heizung lief bereits im Probebetrieb (der im Februar in den Regelbetrieb überging) störungsfrei. Die fortwährende Aufnahme der Daten dient weiterhin der Auswertung des Betriebsverhaltens der Anlage und somit der Erfassung möglicher Optimierungspotentiale.

Fotobeschreibungen

  • Bild 1 Rathaus: Rathaus der Verbandsgemeinde Bad Ems-das historische Gebäude wurde 1901 als Krankenhaus errichtet. Heute soll es mit Grubenwasserwärme aus einem nahegelegenen ehemaligen Bergwerk versorgt werden.
  • Bild 2 Mundloch Stadtstolln: Mundloch des Stadtstollns in Bad Ems: Wo einst Erze gefördert wurden, läuft heute verrohrt unter dem Stollenmundloch warmes Grubenwasser in den Emsbach
  • Bild 3 Rösche Stadtstolln: Messungen zur Erkundung des Wärmepotenzials des Grubenwassers im Stadtstolln
  • Bild 4 Stadtstolln: Einblick in den Stadtstolln Bad Ems
  • Bild 5 Wärmepumpe im Heizungskeller des Rathauses
  • Bild 6 Hauptleitungen des Vor- und Rücklaufs im Stadtstolln mit Abzweigung zu Wärmetauscherelement in der Rösche
  • Bild 7 Wärmetauscher Verteilerbalken sowie Sicht auf Kupfer-Rohrbündel in der Rösche
  • Bild 8 Messung der Grubenwassertemperatur mit Temperaturdatenlogger
  • Bild 9 Punktuelle Messung der Grubenwassertemperatur und der Lufttemperatur
  • Bild 10 Auswertung der Daten: Gemessene Grubenwasser- und Lufttemperaturen

Empfehlungen

 

 

Auszeichnungen und Zertifizierungen

"Klimaaktive Kommune 2018" (bundesweiter Wettbewerb des BMUB)

Schlagworte

Denkmalschutz Energieeffizienz Energieeinsparung Erneuerbare Energien Geothermie Kommunen Mess-, Steuer- und Regelungstechnik Nahwärme Wärmepumpen

Kartenausschnitt

Bleichstraße 1
56130 Bad Ems

Kontakt

  • Michael Münch
  • +49 6721 98424-264
  • Webseite besuchen http://www.tsb-energie.de/
  • Kontakt aufnehmen muench@tsb-energie.de

Einsparung pro Jahr

Einsparung CO₂-eq 75 t/a
Einsparung Energie 300.000 kWh/a
Einsparung Kosten 20.000 €/a

Projektbeteiligte

Wissenschaftliche Begleitung durch die Transferstelle Bingen (TSB), Website;

Bernardi Ingenieure, Koblenz;

geo consult POHL, Bendorf-Sayn

Kosten (€)

500.000 €

Fördermittel und -programme

Die wissenschaftliche Begleitung des Projekts sowie bauliche Maßnahmen wurden durch das Ministerium für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten Rheinland-Pfalz (MUEEF) gefördert. Der Bau erhielt eine Förderung von 250.000 Euro (50 % Förderquote) und die wissenschaftliche Begleitung 72.000 Euro (80 % Förderquote).

Weitere Informationen (Randspalte)

Projektsteckbriefe der Praxisbeispiele im Energieatlas

Auf dieser Seite finden Sie alle veröffentlichten Projektsteckbriefe im Energieatlas Rheinland-Pfalz. Die Auflistung erfolgt nach Initiatorengruppe und in alphabetischer Reihenfolge der Projekttitel.

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