Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Grubengas besteht haupts\u00e4chlich aus Methan, Kohlendioxid und Stickstoff. Nach der Stilllegung einer Zeche wird das Gas weiterhin freigesetzt und kann gezielt durch in die verf\u00fcllten Sch\u00e4chte eingelassene Rohre abgef\u00fchrt werden oder auch in manchen F\u00e4llen durch die Gesteinsschichten zur Oberfl\u00e4che diffundieren. Methan ist ein sehr starkes Treibhausgas, dessen Potenzial 21mal h\u00f6her ist als das von Kohlendioxid. Eine Umsetzung von Methan zu Kohlendioxid hat also eine deutliche Umweltentlastung zur Folge.
\nDas Ziel des Demonstrationsprojektes war es zu zeigen, dass es m\u00f6glich ist, das Grubengas st\u00e4ndig dem alten Bergwerk zu entnehmen und einer energetischen Nutzung zuzuf\u00fchren. Die Versuchsergebnisse sollten Aufschluss dar\u00fcber geben, ob die Versorgung des Motors mit Grubengas unterbrechungsfrei m\u00f6glich und die Gaszusammensetzung f\u00fcr die motorische Verwertung geeignet ist. Des Weiteren sollte auch die Auswirkung des Anlagenbetriebs auf die Atmosph\u00e4re untersucht werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEs wurden zun\u00e4chst Untersuchungen der Gasqualit\u00e4t und der verwertbaren Gasmengen durchgef\u00fchrt. Die Gasanalysen haben ergeben, dass das Gas der motorischen Nutzung zugef\u00fchrt werden kann. Es wurde zun\u00e4chst eine Blockheizkraftwerksanlage mit 374 kWel installiert. Die ersten Monate des Betriebs galten der Optimierung der Anlagenfahrweise, der Anlagensteuerung und der Motorenleistung. Gleichzeitig wurden die ersten Betriebsergebnisse mit der bis dahin zum ersten Mal im Grubengasbereich installierten Verdichterstation auf Basis eines Drehkolbenverdichters erzielt.
\nEs wurden kontinuierlich Grubengasanalysen vorgenommen und die Betriebsparameter beobachtet. Die ersten Ergebnisse waren vielversprechend, so dass die Anlage nach ca. 1,5 Jahren auf eine Nennleistung von 941 kWel ausgebaut wurde.
\nW\u00e4hrend des gesamten Anlagenbetriebes wurden au\u00dfer der kontinuierlichen Betriebsdatenerfassung auch Rohgasanalysen und Abgasmessungen vorgenommen. Die Auswertung der Daten war Grundlage f\u00fcr die Berechnung der in Kohlendioxid-\u00c4quivalenten erreichten Umweltentlastung und die Bewertung des Anlagenbetriebs.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Nach einiger Verz\u00f6gerung in der Genehmigungsphase des Demonstrationsprojektes wurden mit dem Betrieb der Anlage durchweg gute Erfahrungen gemacht.
\nDie Gasf\u00f6rderung mit Drehkolbenverdichter hat sich als sehr zuverl\u00e4ssig erwiesen. Betriebsst\u00f6rungen wurden von der F\u00f6rderanlage nicht verursacht. Der Einbau einer Wasserabscheidung erwies sich am Standort Minister Achenbach 4 als nicht notwendig. Die bis direkt vor dem Verdichter stetig steigend verlegte Rohrleitung leitet entstehendes Kondensat sicher wieder in den Schacht zur\u00fcck. Auch auf der Druckseite des Verdichters f\u00e4llt kein Kondensat an, da die Verdichtungsw\u00e4rme ausreicht, den Wassergehalt des Gases in der Dampfphase zu halten. Mit der bei dieser Demonstrationsanlage gew\u00e4hlten und f\u00fcr sicherheitstechnisch ausreichend begutachteten Gasf\u00f6rderanlage wurde ein exemplarischer Standard geschaffen, der f\u00fcr nachfolgende Anlagen eine technische L\u00f6sung aufzeigt. Neben einer hohen Anlagen- und Betriebssicherheit wird mit dieser Konzeption eine preiswerte Gasf\u00f6rderanlage demonstriert, die zudem auch einen niedrigen elektrischen Eigenbedarf aufweist.
\nDie Beurteilung der Qualit\u00e4t und der Verf\u00fcgbarkeit von Grubengas war auch eines der Projektziele. W\u00e4hrend des Betriebs ist die Methankonzentration der Gase kontinuierlich von 55 auf ca. 70 Vol% gestiegen. Das Gas ist weitgehend sauerstofffrei. Anorganische und organische Spurenstoffe sind in Mengen von weniger als 50 ppm nachweisbar. Die Gasqualit\u00e4t ist also sehr gut geeignet f\u00fcr die motorische Nutzung. Es wurde ferner festgestellt, dass das Gas trotz des weiterhin steigenden Wasserstandes der Zeche zu entnehmen war. Der Grubendruck ist jedoch nach dem Absaufen der obersten Sohle unter der Schachtverf\u00fcllung stark gesunken und sinkt kontinuierlich weiter.
\nDurch die Anpassung der Motorsteuerung und des Gasmischsystems konnten bereits im ersten Betriebsjahr mehr als 7.000 Betriebsstunden erzielt werden. Die Schwierigkeiten der ersten Betriebsmonate mit erh\u00f6hten Ausfallzeiten waren im Wesentlichen auf Undichtigkeiten des Rohrleitungssystems zur\u00fcckzuf\u00fchren. Die guten Betriebserfahrungen des ersten Jahres waren Anreiz f\u00fcr die Umr\u00fcstung der Motorenanlage auf eine Nennleistung von 941 kWel. Die Anlage arbeitet mit ihrer Sollleistung und weist mit den geleisteten Betriebsstunden eine gute Zuverl\u00e4ssigkeit auf.
\nDie Emissionen der Blockheizkraftwerksanlage wurden kritisch beobachtet. Die Analysen ergaben, dass sie alle Anforderungen der TA-Luft erf\u00fcllen.
\nDie erzielte Umweltentlastung wurde durch die Umrechnung der eingesparten Menge an freigesetztem Methan in Kohlendioxid-\u00c4quivalenten dargestellt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Anlage am Schacht Minister Achenbach 4 wurde in vielen Fachvortr\u00e4gen des Kompetenzfeldes Schwachgasnutzung des Fraunhofer UMSICHT erw\u00e4hnt. Besonderes Interesse fanden die im Rahmen des Projektes durchgef\u00fchrten Oberhausener Grubengastage. An der zweit\u00e4gigen Veranstaltung nahmen ca. 150 Personen teil. Weitere Pr\u00e4sentationen des Themas Grubengasnutzung im Radio und Fernsehen steigerten das Interesse von Beh\u00f6rden und Wirtschaft an diesem Thema.
\nDes Weiteren wurde das Konzept der Grubengasnutzung und die Demonstrationsanlage in L\u00fcnen im Rahmen eines Projektes Jugend und die Umwelt mit den Gymnasiasten aus Stralsund und der Frankfurter Allgemeine Zeitung der \u00d6ffentlichkeit dargestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Ziel des Projektes, die energetische Nutzung von Grubengas an einem alten Bergwerk zu demonstrieren, ist voll erf\u00fcllt. Die Versuchsergebnisse belegen, dass die Versorgung des Motors mit Grubengas unterbrechungsfrei m\u00f6glich und die Gaszusammensetzung f\u00fcr die motorische Verwertung unproblematisch ist. Die durchgef\u00fchrte Abgasmessung ergab, dass die Emissionsgrenzwerte dieser Anlage sogar ohne zus\u00e4tzliche Sekund\u00e4rma\u00dfnahmen erheblich unter den zul\u00e4ssigen Grenzwerten lagen.
\nDie durch den Anlagenbetrieb in der Zeit vom 17.01.99 bis 30.05.01 vermiedenen Treibhausgasemissionen von insgesamt 38.020 t CO2 also 2,65 Mio. m3 zeigen deutlich die erzielte Umweltentlastung.
\nDurch den Erfolg des Vorhabens konnten viele Anreize f\u00fcr die Entwicklung von Folgeprojekten gegeben werden. Wir gehen davon aus, dass innerhalb der n\u00e4chsten 2 Jahre die Grubengasnutzung an der Ruhr so sehr intensiviert wird, dass eine \u00e4quivalente CO2-Emissionsersparnis von 2 bis 3 Mio. t\/a erreicht wird.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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