Technologietransfer zur Daseinsvorsoge durch nachhaltige Systemdienst-leistungen bei Hochwasserschutz, Ressourcensicherung und Energiespeicherung
Motivation des Projektes:
Der Umbau des Energie- und Wassersystems stellt eine der zentralen technischen und gesellschaftlichen Herausforderungen der kommenden Jahre dar. Die Energiewende in Deutschland macht die Integration großer Mengen regenerativer Energie zwingend erforderlich – doch der Erfolg dieser Transformation ist maßgeblich von der Verfügbarkeit leistungsfähiger Speicher abhängig, mit denen sicherer Strom aus wind- und sonnenreichen Perioden gesichert und bei Bedarf wieder bereitgestellt werden kann. Gleichzeitig verstärken sich infolge des fortschreitenden Klimawandels regionale Wasserprobleme: Den zunehmenden Wetterextremen – insbesondere Hochwasser, Starkregen und Dürre – muss wirksam begegnet werden, um sowohl die Versorgungssicherheit als auch den Schutz vor Schäden sicherzustellen.
Vor diesem Hintergrund wurde das Projekt EWAZ-Transfer ins Leben gerufen. Es zielt darauf ab, die bestehenden Potentiale der Harzregion – insbesondere die zahlreichen Talsperren und vorhandene bergbauliche Infrastruktur wie unterirdische Hohlräume – durch deren intelligente Kopplung zukunftsfähig zu gestalten. Diese innovativen „Kombi-Kraftwerke“ verbinden die Speicherung regenerativer Energien durch Pumpspeicherkraftwerke mit klassischen wasserwirtschaftlichen Aufgaben wie Hochwasser- und Niedrigwasserschutz sowie der Trinkwasserversorgung.
Die zentrale Motivation besteht darin, durch die Mehrfachnutzung vorhandener Infrastrukturen nachhaltige und resiliente Lösungen für gleich mehrere gesellschaftliche Schlüsselfelder zu schaffen:
Klimaschutz und Daseinsvorsorge: Durch die Kopplung von Strom- und Wassersystemen werden Maßnahmen zur Klimaanpassung eng mit den Zielen der Energiewende verschränkt. Gleichzeitig werden neue Wege zur Sicherung der regionalen Trinkwasserversorgung und zum Schutz vor Extremwetter erschlossen.
Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz: Die gezielte Nachnutzung bergbaulicher Hohlräume reduziert den Eingriff in die Umwelt und steht für Kreislaufwirtschaft und Ressourcenschonung im Sinne eines modernen Strukturwandels.
Regionale Wertschöpfung und gesellschaftlicher Nutzen: Das Projekt schafft neue Arbeitsplätze, stützt die regionale Wirtschaft und trägt zum gesellschaftlichen Wissenstransfer bei.
Die Herausforderungen des Projekts sind vielfältig und interdisziplinär:
Die technische Umsetzung erfordert die sichere und effiziente Verbindung vorhandener Hohlräume und Talsperren mit modernster Speichertechnologie.
Es gilt, die Interessen und Belange einer Vielzahl regionaler Akteure, unterschiedlichste rechtliche, geologische, ökologische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen sowie technologische und gesellschaftliche Zielsetzungen in Einklang zu bringen.
Innovative Lösungen müssen für Betrieb, Steuerung und Vernetzung der Kombi-Kraftwerke im regionalen Verbund entwickelt und in simulationsgestützten Studien validiert werden.
Nicht zuletzt steht das Projekt beispielhaft für die intensive Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft. Die erfolgreiche Integration verschiedener Fachrichtungen und Organisationen ist eine entscheidende Voraussetzung für die Erarbeitung übertragbarer Lösungen mit Leuchtturmcharakter auch für andere Regionen.
Mit dem EWAZ-Transfer wird ein innovativer Systemansatz verfolgt, der die intelligente Kombination von Energiewende, Klimaanpassung und nachhaltiger Daseinsvorsorge in den Mittelpunkt stellt. Das Vorhaben bildet damit einen Meilenstein auf dem Weg zu einem zukunftsfähigen, resilienten Energie- und Wasserwirtschaftsverbund, von dem die Regionen Südniedersachsen und Südostniedersachsen sowie weit darüber hinaus profitieren
Ziel des Projektes
- Detaillierte Analyse und Bewertung geeigneter Standorte für Kombi-Kraftwerke unter Berücksichtigung energiewirtschaftlicher und wasserwirtschaftlicher Potenziale
- Klärung und Entwicklung tragfähiger Nutzungskonzepte für die Kopplung von bestehenden Talsperren und bergbaulichen Hohlräumen in der Harzregion
- Ermittlung und Bereitstellung genehmigungsrelevanter Daten als Vorbereitung für spätere Umsetzungsphasen
- Entwicklung, Simulation und Optimierung innovativer Kombi-Kraftwerkskonzepte, insbesondere für die Mehrfachnutzung zur Stromspeicherung, Trinkwassersicherung sowie Hoch- und Niedrigwasserschutz
- Berücksichtigung und Integration geologischer, technischer, ökologischer und wirtschaftlicher Parameter für einen zukunftsfähigen Betrieb
- Aufbau von fachlich-themenspezifischen Technologietransfernetzwerken und Schaffung von Dialogstrukturen zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und regionalen Stakeholdern
- Stärkung des Wissens- und Technologietransfers durch interdisziplinäre und intersektorale Zusammenarbeit im Projektkonsortium
- Entwicklung von Maßnahmen zur nachhaltigen Ressourcennutzung, regionalen Klimaanpassung und Resilienzsteigerung im Kontext der Energiewende
- Schaffung eines fundierten, modellhaften Leitprojekts für kombinierte Energie- und Wasserspeicherlösungen als Beitrag zur Transformation der Energie- und Wasserwirtschaft im Kontext des Klimawandels
Projektkonzept / Herangehensweise
- Interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Geologie, Technik, Umwelt und Wirtschaft
- Schrittweise Entwicklung: Standortauswahl, Erkundung, Konzeptentwicklung, technische Auslegung, Validierung
- Einbindung von Stakeholdern
- Umfassende Ergebnisdokumentation
Forschungskompetenzen
- Expertise in der Analyse und Bewertung von bergbaulichen Hohlräumen als Speicherstandorte
- Planung und Nachnutzung untertägiger Infrastrukturen (Kavernen, Stollen)
- Geomechanische Modellierung und Sicherheitsbewertung
- Schnittstellenkompetenz zwischen Bergbau, Wasserwirtschaft und Energiespeicherung
- Erfahrung im Genehmigungsmanagement und Projektkoordination
Blue Mining Bezug
Das Projekt EWAZ-Transfer steht exemplarisch für den Blue Mining Ansatz, indem es die frühzeitige Planung und nachhaltige Nachnutzung bergbaulicher Infrastrukturen ins Zentrum rückt. Durch die Mehrfachnutzung vorhandener Hohlräume als Energiespeicher und wasserwirtschaftliche Anlagen werden Ressourcen effizient und zirkulär eingesetzt. Der Ansatz verbindet technologische Innovation mit Umweltschutz und gesellschaftlicher Verantwortung, indem er neue Perspektiven für ehemalige Bergwerksstandorte schafft. Damit wird der Lebenszyklus eines Bergwerks ganzheitlich betrachtet und der Wandel vom klassischen Rohstoffabbau hin zu einer nachhaltigen Energie- und Wasserspeicherinfrastruktur konsequent umgesetzt.
Eckdaten
Leitung: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Oliver Langefeld
Bearbeitung: Simon Walter, B.Sc. , Paul Ritsche
Forschungsstandort: Region Südniedersachsen und SüdOstniedersachsen; spezifisch Westharz
Förderung