Klimaschutz durch Grubengasnutzung

Grubengas ist die Bezeichnung für ein in den Steinkohlenbergwerken anfallendes Gasgemisch, das sich in den offenen Grubenbauen sammelt und oftmals hohe Anteile an Methan enthält. Durch abbaubedingte Auflockerung des Gebirgskörpers kann Grubengas auch noch lange nach Beendigung der Steinkohlenförderung eines Bergwerks zur Erdoberfläche hin ausgasen.

Methan ist weit über 20fach stärker treibhausgaswirksam als Kohlendioxid. Der Klimaschutzeffekt besteht darin, dass durch die Verstromung des im Grubengas enthaltenen Methans eine klimaschädliche Freisetzung in die Atmosphäre verhindert wird.

Die Gewinnung und Verwertung von Grubengas erfolgt überwiegend mit standardisierten Modulen in Containerbauweise. Die Anlagen bestehen aus einem Gewinnungsmodul, mit dem das Grubengas erst angesaugt und dann verdichtet wird sowie meist mehreren BHKW-Modulen, in denen das Grubengas in Motoren verbrannt wird. Die Module haben eine installierte elektrische Leistung von 1 bis 1,3 MW.

Zur Gewinnung des Grubengases bedarf es einer Verbindung der Absauganlage mit dem Grubengebäude. Wenn möglich, saugen die Verdichterstationen von Grubengasanlagen das Gas an den Entgasungsleitungen von Tagesschächten ab. Die Entgasungsleitungen reichen durch die abdichtenden Verfüllsäulen der Schächte in die aufgelassenen untertägigen Grubenräume und stellen so eine gezielte Gasabführung sicher. Um zu verhindern, dass durch Einwirkungen von außen Grubengas in den Entgasungsleitungen gezündet werden kann, sind die übertägigen Austrittsstellen mit Hilfe von Flammendurchschlagssicherungen, sog. Protegohauben gesichert.

Ist keine Entgasungsleitung vorhanden, müssen geeignete Grubenräume oder alte Abbaubereiche durch eine Bohrung angeschlossen werden. Seit 2000 bis heute wurden im Ruhrgebiet insgesamt etwas über 20 Bohrungen auf Grubengas niedergebracht. Das Risiko, dass solche Bohrungen nicht fündig werden, ist ungleich größer als der Anschluss an eine Entgasungsleitung, da für die Bohrungen eine sehr hohe Zielgenauigkeit erforderlich ist oder ggf. die angetroffenen Grubenbaue schon durch den derzeit erfolgenden Grubenwasseranstieg schon geflutet sind.

In Deutschland findet seit der Schließung des letzten Steinkohlenbergwerks Prosper-Haniel am 21. Dezember 2018 kein aktiver Steinkohlenbergbau mehr statt. 

Mit der Beendigung des Steinkohlenbergbaus im Jahr 2018 und dem damit einhergehenden Grubenwasseranstieg werden sich die zukünftigen Rahmenbedingungen zur Gewinnung und Verwertung des Grubengases wesentlich ändern und überwiegend verschlechtern.
Das Wirtschaftsministerium hat zur Klärung der sich daraus ergebenden Konsequenzen insbesondere die Daten zum Mengen- und Qualitätsgerüst des Grubengasdargebots in Abhängigkeit vom erfolgenden Grubenwasseranstieg gutachterlich ermitteln lassen. Die seitens des Wirtschaftsministeriums beauftragte DMT GmbH & Co KG (DMT) hat hierzu am 3. April 2020 ihr Gutachten zur Grubengasgewinnung in Nordrhein-Westfalen vorgelegt.
Als wesentliche Ergebnisse des Gutachtens sind festzuhalten, dass für den angenommenen Zeitraum des Grubenwasseranstiegs bis 2035 für das Ruhrrevier und Ibbenbüren ein technisch gewinn- und verwertbares Methanvolumen von rund 1,82 Mrd. m3 prognostiziert wird, wobei der unter den derzeitigen Rahmenbedingungen wirtschaftlich verwertbare Anteil (Methangehalt über 15 Vol.-%) mit 1,44 Mrd. m³ deutlich darunter liegt. Darüber hinaus werden die jährlich technisch verwertbaren Gasvolumina von rund 197 Mio. m³ in 2019 zunächst auf rund 84 Mio. m³ in 2030 abfallen und danach nur noch langsam zurückgehen.
Bei einem vollständigen Entfall der technischen Gasabsaugung wird davon ausgegangen, dass sich bis 2035 1,57 Mrd. m³ Methan (entsprechend 28,3 Mio. Tonnen Kohlendioxidäquivalenten) an die Atmosphäre freisetzen werden. Durch die technische Gasabsaugung und Verwertung des Grubengases können hingegen Treibhausgasemissionen in der Größenordnung von 24,5 Mio. Tonnen Kohlendioxidäquivalente vermieden werden. Im Falle der Verwertung der gesamten technisch gewinnbaren Methanmenge werden bis 2035 zusätzlich zu der ausschließlich durch den Lagerstättendruck verursachten Entgasung der Grubenbaue rund 250 Mio. m³ Methan abgesaugt.
Die kostenrelevanten Bedingungen der Gasgewinnung und -Verwertung werden sich jedoch im o. a. Zeitraum infolge steigender, erforderlicher Saugdrücke und zurückgehender Methangehalte sukzessive verschlechtern.

Die Bezirksregierung Arnsberg bietet für die energetische Verwertung von Grubengas ein Genehmigungsmanagement aus einer Hand:

• Erteilung der Bergbauberechtigungen für die Aufsuchung und Gewinnung

• Zulassung der Betriebspläne für Bohrungen und Verdichterstationen sowie

• Immissionsschutzrechtliche Genehmigung der Verstromungsaggregate.