Bergbautechnische Konsequenzen aus dem Kohleausstieg im Rheinische Revier - Betrachtung der drei Felder
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Bergbautechnische Konsequenzen
aus dem Kohleausstieg im Rheinische Revier
Dr.-Ing. Henry Riße
Betrachtung der drei Felder
I. Böschungsgestaltung
II. Massenbilanzen
III. Wasserhaushalt
für die Tagebaue Inden, Garzweiler und Hambach
Böschungsgestaltung für die Rheinischen Tagebaue Grundlagen • Unterscheidung Gewinnungsböschung und Kippenböschungen • Gewinnungsböschung mit Neigung 1 : 2 bis 1 : 3 üblich, im TB Hambach derzeit 1 : 7 • Kippenböschungen und geschnittene Böschungen für Restseen mit Neigung 1 : 5 stabil • Böschungswinkel stark vom Material und Bodenfeuchte abhängig • Mischboden 1: Kies, lehmige Sande, Sand = aufbaufähiges Material • Mischboden 2: Feinsand, Ton, Schluff = nicht aufbaufähiges Material, neigt bei Durchfeuchtung zum Fließen, kann dadurch Rutschungen hervorrufen • Mischboden 2 muss daher „verpackt“ werden Poldersysteme
Böschungsgestaltung für die Rheinischen Tagebaue
Grundlagen – Geologie TB Hambach
Achtung:
Dieser Schnitt ist
vertikal überhöht!
TB Hambach
Quelle: Braunkohlenplanänderung Garzweiler II
Quelle: Rahmenbetriebsplan 2020 bis 2030
Real 2020 1:7 1:5 1:3
Verfügbare Kohlemenge + 200 Mio. t + 400 Mio. t
Böschungsgestaltung für die Rheinischen Tagebaue
Aufbau von Poldersystemen
für eine stabile Endböschung (vorwiegend im Unterwasserbereich)
„Verpacken“ nicht
aufbaufähiger Böden
in Poldern
Quelle: Braunkohlenplanänderung Garzweiler II
Mischboden 1
Mischboden 2 trocken
Mischboden 2 nass
Quelle: Braunkohlenplanänderung Garzweiler II, 2018
Restlaufzeit, Ausdehnung und Böschungsgestaltung
Ansicht Tagebau Inden, 2020
BKW Weisweiler
Restlaufzeit, Ausdehnung und Böschungsgestaltung
TB Inden (Ende geplant: 2029)
• Verkleinerung Abbaufeld am SO-Rand • Verzicht auf ca. 125 Mio. t Kohleförderung
• Verfüllung des Lucherberger Sees • Verfüllung mit Rurwasser ab 2031
Quelle: Mitteilung der RWE Power AG an die Landesregierung
Alternative Ausdehnung TB Inden
Lucherberger See
• Erhalt des Lucherberger Sees
(derzeit Kühlwasserreserve für DN Merken
Weisweiler, funktionsfähige Anlage
5.000.000 m³ Speicher, >20 m tief)
• Umnutzung ggf. als Oberbecken für Modifizierte
Pumpspeicherkraftwerk Abbaugrenze
• Bei modifizierter (= alter ) Abbaugrenze wären noch ca. 125 Mio. t zu fördern –
konfliktfrei ohne Umsiedlungen!
Restlaufzeit, Ausdehnung und Böschungsgestaltung Ansicht TB Garzweiler II, 2019
Ausgangspunkte der Planung
Mächtigkeit der Kohleflöze Garzweiler II
Im Westteil drei Flöze mit geringeren Mächtigkeiten, nach Norden hin ein Flöz auslaufend
Die 20 - 30 m
fünf
Dörfer
30 - 40 m 40 - 55 m
alte A 61
Holz-
ehem. gepl. weiler
Tagebau Garzweiler II (Planung RWE bis Ende: 2038)
• Volle Ausnutzung des TB
Wanlo
Garzweiler gemäß
Leitentscheidung 2016:
Ausdehnung 36,2 km² Keyenberg A 61 wieder-
hergestellt
• Planung Restkohleförderung
bis ca. 700 Mio. t
• Inanspruchnahme der
5 Dörfer am NW Rand des TB
• Abraummassen verplant für
Restverfüllung von
TB Garzweiler I und
Holzweiler
Schaffung Trasse für A 61
• „Export“ von 30 - 60 Mio. t Jackerath
Löss zur Rekultivierung
vom TB Hambach
• Böschungssystem hier 1 : 5
(ca. 200 m Tiefe, ca. 1000 m
Länge am Böschungsfuß)
Quelle: Mitteilung der RWE Power AG an die LandesregierungGarzweiler: Alternative DIW- Gutachten Mai 2020
• Abstand zu Wohnbebauung 400 m.
• Zwei verschiedene Ansätze für die
Steilheit der Gewinnungsböschung:
• Flaches Böschungssystem 1 : 5
(grüne Linie):
138 + 120 = 258 Mio. t Kohle
förderbar
• Steiles Böschungssystem 1 : 3
(blaue Linie):
227 + 156 = 383 Mio. t Kohle
förderbar
• Eine 1 : 3 Gewinnungsböschung
muss am Ende mit Abraum
abgeflacht werden auf 1 : 5, um
eine stabile Böschung unter der
Wasseroberfläche herzustellen.
Quelle: Gutachten Dt. Institut für Wirtschaftsforschung. Mai 2020Alternativen aus dem Gutachten von BET u.a. für BMWI
Garzweiler II, Referenzszenario Alle BKW in D
(„Business as usual“)
• Ausdehnung < 30 km²
• Gewinnungsböschung
1 : 2,3 (Nordrand)
1 : 5 (andere Ränder)
• Restkohleförderung
bis ca. 500 Mio. t
• Keine Inanspruch-
nahme der 4 Dörfer
Keyenberg, Unter-
/Oberwestrich und
Kuckum
• „TB-Gasse“ ca. 2 km
zwischen Holzweiler
und Keyenberg
• A 61 N bleibt wie
derzeit vorhanden
Quelle: BET & EY Fumico GutachtenAlternativen aus dem Gutachten von BET u.a. für BMWI
Garzweiler II, Ausstiegszenario 1 Alle BKW in D
(„gemäß Kohlekommission“)
• Ausdehnung < 25 km²
• Gewinnungsböschung
1 : 2,3 (Nordrand) 1 : 5
(andere Ränder)
• Seeböschung unter
Wasser 1: 5
• Restkohleförderung
bis 456 Mio. t
• Alle fünf Dörfer bleiben
erhalten
• TB-Ende vor Berverath
• A 61 N bleibt wie derzeit
vorhanden
Quelle: BET & EY Gutachten
Quelle: BET & EY Fumico GutachtenRestlaufzeit, Ausdehnung und Böschungsgestaltung
Tagebau Hambach, 2020
Ellen/Niederzier
Gewinnungsböschung zum Kohle ab ca.
Innenkippe
Hambacher Wald ca. 1 : 7 350 m Tiefe
ca. 1 : 7
Böschung Elsdorf 1 : 3,6Tagebau Hambach Plan RWE (Ende 2030)
• Verkleinerung des TB Hambach von
85 auf 68 km² Erhalt Hambacher
(Rest-) Wald
• 1 Mrd. (!) t Kohle verbleibt in der Erde
• Planung Restkohleförderung
nur noch ca. 150 Mio. t
• Inanspruchnahme der Fläche der
Ortschaft Manheim ca. 6 km² zur Manheim
Gewinnung von Abraummassen
(nicht für Kohle!) Innenkippe
• Manheim zu 90% zerstört
• Böschungssystem hier 1 : 5
(ca. 400 m Tiefe: ca. 2000 m
Länge)
• Böschung Innenkippe ca. 1 : 7 Böschung Elsdorf 1: 3
• Sehr große Massenumlagerungen
für Böschungsgestaltung
Quelle: Mitteilung der RWE Power AG an die Landesregierung, ergänztAlternative Abbauplanung für den TB Hambach
Tagebau Hambach – Ansichten/Kohlemächtigkeiten/Böschungen
ca. 2,5 km
Blick von Westen in den TB auf ca.
60 m Flöz und Elsdorfer Böschung
Innenkippe
Blick auf die Gewinnungsböschung
mit der Vielzahl Terrassen
Böschung Elsdorf 1: 3Alternative Abbauplanung und Böschungsgestaltung
TB Hambach, Elsdorfer Seite
und überhöhte Innenkippe
Elsdorf Manheim/Hambacher Wald
• Ausdehnung 68 km²
• Erhöhung Restkohleförderung Böschung Elsdorf 1: 3,6
nach BET & EY auf 190 Mio. t
• nach DIW Option bis 400 Mio. t
durch vorübergehendes Steiler-
stellen der Böschung möglich Innenkippe 1 : 7
• Ermöglicht weitere Reduzierung
der Förderung in Garzweiler Quelle: BET & EY Foto: AHU
• Keine Inanspruchnahme der
Manheimer Flur für Massen
(Kies-) Gewinnung !
Überhöhte
• Massenbeschaffung durch Innenkippe
partiellen Rückbau der Innenkippe (Überhöhung)
Innenkippen-Überhöhung erreicht Level der Sophienhöhe Innenkippe = riesiges
(nicht der Sophienhöhe!) AbraumlagerAlternative Abbauplanung für den TB Hambach
Tagebau Hambach – Idee seitlicher Vorschnitt und Wiederauffüllung
Innenkippe
Böschung Elsdorf 1: 3
• Schematische Darstellung: Vorschnitt auf Böschungswinkel ca. 1 : 3 und Wiederauffüllung
auf Böschungswinkel von ca. 1 : 5
• Abbau praktisch rechtwinklig zur jetzigen Abbaufront (seitliches Auffahren und Verfüllen)Massenbilanzen - Alternativkonzept
TB Hambach, 2020: RWE Planung vs. Alternativkonzept
Innenkippe
Kritisch / besonders fraglich: Kies Wie kann der Rückbau der überhöhten
zur Gestaltung der überhöhten Innenkippe Innenkippe erfolgen?Massenbilanzen – selektiver Rückbau
TB Hambach, Ansatz selektiver Rückbau Innenkippe (Überhöhung)
M1 Mischboden 1
M2 trocken Mischboden 2 trocken
0) M2 nass Mischboden 2 nass 3)
1)
Abraumschüttung
Innenkippe
Hambach
2)
Quelle: BET & EY Foto: AHUWasserwirtschaft – TB Sümpfung
TB Hambach, Karte Sümpfungsbrunnen
Innenkippe
• TB Betrieb erfordert
Sümpfung bis deutlich
unter die Sohle des
untersten abgebauten
Kohleflözes
• TB Inden und Garzweiler : Böschung Elsdorf 1: 3
ca. 200 m
• TB Hambach: 450 (!!) m
Quelle: Antrag wasserrechtliche Genehmigung TB Hambach RWE 2019Wasserwirtschaft
TB Hambach, Ausdehnung Grundwasserabsenkung
• Auswirkungen Sümpfung TB
Hambach bis ca. 30 km
südöstlich vom Tagebaurand
Innenkippe
• Gesamte Erftscholle
betroffen
• Grundwasser im Umfange
von vielen km³ abgepumpt
(1 km³ = 1 Mrd. m³)
Böschung Elsdorf 1: 3
Quelle: Antrag wasserrechtliche Genehmigung TB Hambach RWE 2019Wasserwirtschaft - Verwendung der Sümpfungswässer
• Sümpfungswasser: Einsatz als Kühlwasser für Kraftwerke,
Rohwasser für Trinkwasser, Bewässerung für
Landwirtschaft, Ökologiewasser und Erhöhung
Minimalabfluss (Erft)
• TB Garzweiler 100 … 140 Mio. m³/a – dort sehr viel für
Speisung Schwalm Nette Gebiet und Grundwasservorräte
um Mönchengladbach (fast gesamte Menge)
• Quelle Schwalm + Niers = 100% Sümpfungswasser
• TB Hambach Sümpfungswasser bis ca. 400 Mio. m³/a Innenkippe
Verwendung Sümpfungswasser
10,3
31,8
Brauchwasser
Ökowasser
Böschung Elsdorf 1: 3
37,9 Trinkwasser
Abgabe Erft
12,1
Abgabe Rur + Inde
6,9 Schwalmquelle: 100% SümpfungswasserWasserwirtschaft - Verwendung der Sümpfungswässer
Karte der Infiltrationsbrunnen im Schwalm–Nette–Gebiet
nordwestlich vom Tagebau Garzweiler
Innenkippe
Böschung Elsdorf 1: 3
Quelle: Monitoring GarzweilerWasserwirtschaft - Befüllung der TB-Restlöcher
Konsequenzen Kohleausstieg
• Ab 2030/31 Flutung des TB Inden mit Wasser der Rur, Begrenzung Füllmenge durch
Mindestabfluss der Rur an der Grenze zu NL auf 5 m³/s
• Ab 2030/31 plant RWE den TB Hambach mit Rheinwasser zu fluten, hier sehr große Mengen
von ca. 270 Mio. m³/a geplant
• Ende 2020er / Anfang der 2030er Jahre Sümpfungswasser TB Garzweiler nicht ausreichend
für Sicherung Wasserbereitstellung Ökologie (Schwalm Nette)
• Daher ursprüngliche Planung Rheinwasserüberleitung ab 2030 ins Garzweilergebiet, nun
Innenkippe
Rheinwasserüberleitung gleichzeitig auch nach Hambach
• Limitierung Entnahme Rheinwasser durch Niedrigwasser im Rhein
• Füllzeiten TB Hambach 40 bis 60 Jahre, danach 100 bis 150 (!!) Jahre Speisung mit
geringeren Mengen zur weiteren Auffüllung der Grundwasserleiter
• Bedarf TB Hambach unmittelbar 4,5 Mrd. m³ Füllwasser, Grundwasser
Böschung Elsdorf
5…10…x 1: (?)
3 Mrd. m³
• Mit Aussetzen der Sümpfung TB Hambach – starker Rückgang der Abflusses in der Erft über
Jahrzehnte Quelle: Monitoring GarzweilerWasserwirtschaft und Klimawandel
Auswirkungen Klimawandel auf Rheinwasser, Wasserbedarf Landwirtschaft,
Ökologiewasser, Trinkwasser
Trockenjahre 2018 bis 2020:
Statistische Ausnahmen oder
zukünftig neue Normalität?
Innenkippe
Trocken gefallene Nette 2018
Böschung Elsdorf 1: 3
Rüben bei Morschenich 2020Wasserwirtschaft und Klimawandel
Auswirkungen Klimawandel
auf Rheinwasser, Wasser-
bedarf Landwirtschaft und
Ökologiewasser
Zukunftsprognosen für NRW:
Trockenszenarien ab 2040
schon jetzt?!
Innenkippe
Böschung Elsdorf 1: 3
Quelle: FZ Jülich: Simulation GW-Neubildung und
Evapotranspiration in NRW nach Szenario R4Wasserwirtschaft und Alternative Befüllung der TB
Alternativen zur alleinigen Befüllung mit Rheinwasser – anteilige
Rückverfüllung TB Hambach mit Material der Innenkippenüberhöhung
Innenkippe
Vorteile:
• Verminderter Flächenverlust für Kerpen
• Verringerung Füllvolumen um bis zu 20%
• Zeitliche Entzerrung der Füllung Hambach und
der Ökowasserbereitstellung Garzweiler
•
Böschung Elsdorf 1: 3
Verringerung der extremen Seetiefe um >100 m
• Verbesserung gebirgsmechanischer Stabilität
• Erhöhung des Anteils der landwirtschaftlich zu
rekultivierenden Fläche
• Erhaltung von Arbeitsplätzen über weitere 5 aAusblick
• Kohleausstieg hat z.T. gravierende Veränderungen der TB Planung zu Folge
• Flächeninanspruchnahme TB Hambach deutlich reduziert
• Flächeninanspruchnahme TB Garzweiler nach Plan RWE unverändert ggü. 2016
• Praktikable Alternativen zur RWE Planung liegen vor
• Allgemeine Richtschnur für Böschungsgestaltung: Hangneigung 1 : 5
• Unbedingt Nutzung der aufgetürmten Massen der Innenkippen-Überhöhung,
dort 1 Mrd. m³ Material Innenkippe
• Vermeidung der Inanspruchnahme der „Manheimer Bucht“
• Vermeidung des Abbaus der (Manheimer) Kiese für Innenkippengestaltung
• Lösung des Problems der (qualitativ) selektiven Wiederaufnahme verkippter Massen
• Nutzung der Massen der Innenkippen-Überhöhung auch
Böschung Elsdorf 1: 3 Seetiefe,
zur Verringerung
Verringerung des WasserfüllvolumensSie können auch lesen
