Braunkohlentagebaue und Gewässerschutz

In der von den Städten Aachen, Köln und Mönchengladbach begrenzten Niederrheinischen Bucht befindet sich die bedeutendste Braunkohlen-Lagerstätte Westdeutschlands. 55 Milliarden Tonnen dieses fossilen Brennstoffs konnten geologisch nachgewiesen werden.

Zur Gewinnung der in Tiefen bis zu 450 Meter liegenden Kohle muss zunächst eine enorme Menge Abraum beseitigt werden. Dies ist eine Konsequenz aus der geologischen Situation, denn das ausschließliche Vorhandensein von Lockergesteinen erlaubt die Gewinnung der Braunkohle allein in Tagebautechnik. Da diese Sedimentpakete hervorragende Grundwasserleiter darstellen, muss parallel hierzu das Grundwasser bis unter die Tagebausohle abgepumpt – "gesümpft" – werden.

Damit aber sind weit reichende Folgen für den Wasserhaushalt der gesamten Region verbunden. Mit den Tagebauen werden nicht nur die streng geschützten grundwasserabhängigen Feuchtgebiete zum Beispiel an Schwalm und Nette gefährdet, vielmehr werden die Trinkwassergewinnung und der Grundwasserhaushalt für Jahrhunderte geschädigt.

Die Niederrheinische Bucht verfügt über ergiebige bis sehr ergiebige Grundwasservorkommen auf etwa 6.000 Quadratkilometer Fläche. Diese Region ist damit mit Abstand das bedeutendste Grundwasserreservegebiet Nordrhein-Westfalens. Im Hinblick auf die größtmögliche Schonung dieses Bodenschatzes – vor allem auch unter Berücksichtigung des regional abnehmenden Wasserdargebots – stellt die Sümpfung im Zuge der Tagebaubetriebe einen unverantwortbaren Eingriff dar. Heute sind etwa zehn Prozent der Landesfläche Nordrhein-Westfalens, circa 3.200 Quadratkilometer, von den Auswirkungen der bergbaubedingten Grundwasserabsenkungen betroffen.

Die geordnete Bewirtschaftung des Niederrheinischen Grundwasservorkommens zu Zwecken der Trinkwasserversorgung hat keine tief greifenden Folgen für die Wasser­bilanz hervorgerufen. Erst mit den Steinkohleberg­werken im Raum Hückelhoven und den Braunkohletagebauen sind nachhaltige Beeinträchtigungen des Grund­wasser­vorrates, der Grundwasserqualität sowie der Grund­wasser­landschaft erfolgt. Zwar werden die Auswirkungen der Bergbautätigkeit durch verschiedene künstliche und natürliche Faktoren überlagert, heute stellen sie jedoch den Haupteinflussfaktor dar. Im Ergebnis ergibt sich für das Rheinische Braunkohlenrevier eine signifikant negative Grundwasserbilanz.

Wie die laufenden Großtagebaue Hambach, Inden und Garzweiler schon jetzt zeigen, wird die geplante Fortführung der Braunkohlengewinnung bis zum Jahre 2030 einen "hydrologischen Infarkt" bis weit in die Zukunft bedingen.

Mit Hilfe hunderter von Brunnen wird der Abbaubereich der Tagebaue trocken gelegt. In "Garzweiler" reicht die Sümpfung bis in Tiefen von etwa 230 Meter. Im Bereich des Tagebaus Hambach wird bis in Tiefen von mehr als 500 Meter entwässert. In der Vergangenheit wurden im gesamten Braunkohlenrevier auf diese Weise jährlich bis zu 1,4 Milliarden Kubikmeter Wasser gesümpft; heute (Erfassungsjahr 2021/2022) liegt die Menge immer noch bei 486 Millionen Kubikmetern (Vorjahr: 510 Mio. m³).

Insgesamt liegt das Grundwasserdefizit  derzeit im Rheinischen Revier bei etwa 20 Milliarden Kubikmeter. Einschließlich der für die zukünftigen Restseen benötigten 6,6 Mrd. Kubikmeter werden im Rheinischen Revier in den nächsten Jahrzehnten insgesamt 26,6 Milliarden Kubikmeter Wasser gebraucht.

Die zulässigen Sümpfungsmengen wurden in entsprechenden wasserrechtlichen Erlaubnissen festgelegt. Für Garzweiler II wurde so eine maximale Sümpfungswassermenge von bis zu 150 Millionen Kubikmetern pro Jahr bewilligt. Seit September 2001 läuft die Entwässerung für diesen Tagebau; im Erfassungsjahr 2021 lag die dortige Wasserhebung bei 114 Millionen Kubikmetern.

Für den Tagebau Hambach wurde die Erlaubnis zur Sümpfung von bis zu 370 Millionen Kubikmeter pro Jahr erteilt. Die maximale bewilligte Fördermenge im Bereich des Tagebau Inden liegt bei jährlichen 135 Millionen Kubikmeter. Die Sümpfungsmengen 2021 betrugen für den Tagebau Hambach 323 Millionen Kubikmeter beziehungsweise 72 Millionen Kubikmeter pro Jahr für Inden. [Quelle: Bezirksregierung Arnsberg, Jahresbericht 2021 der Bergbehörden]

Ein geringer Teil des im Wasserwirtschaftsjahr 2021/2022 gehobenen Grundwassers in Höhe von etwa 122 Mio. m³ dient der Wiederanreicherung zur Stützung grundwasserabhängiger Feuchtgebiete (s.u.). 29,5 Millionen Kubikmeter des im Jahr gehobenen Wassers werden von der Bevölkerung und der Industrie verwendet, 110,8 Millionen Kubikmeter von der RWE (Kraftwerke, Braunkohle) – und somit verbleiben 249,5 Millionen Kubikmeter ohne Nutzung. [Quelle: Erftverband, Jahresbericht 2022]

Anders als andere Grundwassernutzer war die RWE Power AG bis 2011 vom Wasserentnahmeentgelt befreit, womit diese Plünderung des Bodenschatzes Grundwasser auch finanziell folgenlos blieb. Die dadurch erzielte Ersparnis der RWE Power AG lag bei etwa 25 Millionen Euro jährlich. Nach langjährigen Bemühungen hat der BUND durchgesetzt, dass mit der Änderung des nordrhein-westfälischen Wasserentnahmeentgelt-Gesetzes im Juli 2011 diese Subventionierung beendet wurde. Danach sind folgende Beträge fällig: Das Wasserentnahmeentgelt beträgt 5 cent/m³. Für Entnahmen zum Zwecke der Kühlwassernutzung beträgt es 3,5 cent/m³. Für Entnahmen, die ausschließlich der Kühlwassernutzung dienen, bei denen das Wasser dem Gewässer unmittelbar wieder zugeführt wird (Durchlaufkühlung) beträgt das Wasserentnahmeentgelt 0,35 cent/m³.

Die Folgen der Entwässerung eines Tagebaus sind keineswegs auf das direkte Umfeld des Aufschlusses begrenzt, vielmehr entsteht ein weit reichender Absenkungstrichter. Auf der so genannten Venloer Scholle reicht dieser – verursacht durch den Tagebau Garzweiler  – nordwestlich weit in die benachbarten Niederlande hinein. Die Auswirkungen sind dabei nicht auf die oberen, freien Grundwasserleiter beschränkt: Die Absenkung des Grundwasserspiegels entspannt auch die unter Druck stehenden unteren Grundwasserstockwerke – sie laufen buchstäblich leer. Eine großräumige Verlagerung der unterirdischen Wasserscheiden eine der Folge.

Die Dimension des Eingriffs in den Grundwasserhaushalt wird am Beispiel des Tagebaus Hambach besonders deutlich. Die wasserrechtliche Erlaubnis für den Tagebau erstreckt sich bis ins Liegende, womit eine Druckentspannung bis in Tiefen von über 500 Meter erzielt wird. Werden durch die Beeinflussung von tektonischen Störungen Wasserwegsamkeiten geschaffen, hat dies mitunter unkalkulierbare Folgen. Der unerwartete Wassereinbruch im Tagebau Hambach 1997 ist ein solches Beispiel. Die Herkunft der austretenden Mineralwässer konnte nie abschließend geklärt werden; hydraulische Verbindungen zu den Aachener Thermalquellen sind ebenso möglich wie zum Neuwieder Becken.

Auch im obersten Grundwasserleiter im Einflussbereich des Tagebaus Garzweiler, der zum Erhalt der FFH-Feuchtgebiete des Internationalen Naturparks Maas-Schwalm-Nette lebenswichtig ist, sind großräumige Absenkungen zu beobachten. Alle Fließgewässer im Einflussbereich der Sümpfungsmaßnahmen haben auf weite Strecken ihren Grundwasseranschluss verloren; die Quellen haben sich um etliche Kilometer verlagert.

Biotope am Tropf

Mit großem technischen Aufwand wird deshalb versucht, den Eingriff in den Wasserhaushalt zu minimieren. Zum Schutz der grundwasserabhängigen Feuchtgebiete, der Oberflächengewässer und der Wasserversorgung werden seit Jahrzehnten große Mengen Sümpfungswasser eingeleitet und versickert. Im Wasserwirtschaftsjahr 2022 waren das insgesamt 90 Millionen Kubikmeter. Das für die Feuchtgebiete vorgesehene Wasser aus dem Tagebau Garzweiler wird zuerst in drei Wasserwerken aufbereitet und über ein inzwischen 160 Kilometer langes Rohrleitungssystem zu seinem Bestimmungsort transportiert. 13 km Sickergräben, 151 Sohlschwellen in den Gewässern, 75 Direkteinleitungsstellen, 90 Sickerschlitze sowie 233 Sickerbrunenn und so genannte Lanzeninfiltrationsanlagen sorgen dafür, dass die Feuchtgebiete auch feucht bleiben. Längst sind diese "Biotope am Tropf".

Neben der Grundwasserverschwendung sind die befürchteten Veränderungen der Grundwasserqualität von besonderer Bedeutung. Die Auswirkungen der Tagebaue auf die Grundwasserbeschaffenheit manifestieren sich vor allem in dem Verschwenken der Einzugsgebiete, also in der Verlagerung der unterirdischen Grundwasserscheiden, in der Aufmineralisation sowie der Aufhärtung des verbleibenden Wassers.

Im direkten Tagebaubereich wird die natürliche geologische Stockwerksgliederung unwiederbringlich zerstört. Damit kommt es zum "hydraulischen Kurzschluss", das heißt Schadstoffe können sich ungehindert von vormals existierenden schützenden Trennschichten bis in große Tiefen ausbreiten. Die Entwässerung der tiefen Grundwasserleiter lässt zudem eine neue Druckverteilung entstehen: Waren vor Einsetzen der großräumigen Sümpfungen ausgeglichene Druckverhältnisse zwischen den Grundwasserstockwerken vorherrschend, so entsteht nun eine Druckdifferenz. Damit kommt von den oberen Grundwasserleitern eine flächenhafte Durchsickerung der Tonhorizonte in Gang. Zum einen bedingt dieser so genannte Leakage-Effekt im oberen Grundwasserstockwerk eine Minderung des Grundwasserdargebots, zum anderen können nun mit Nitrat und Pestiziden verunreinigte oberflächennahe Grundwässer in die nächsttieferen Grundwasserleiter eindringen.

Bei den hohen Druckdifferenzen (größer als 20 Meter) zwischen den Grundwasserleitern treten zudem gravierende Wasserverluste durch die Zusickerung in tiefere Grundwasserstockwerke auf. Die Stadt Mönchengladbach rechnete mit einem zusätzlichen Dargebotsverlust von zehn Prozent.

Probleme durch Restseen

Zusätzliche Probleme werden zukünftig durch die so genannten Restseen entstehen. Nach Tagebauende verbleiben gigantische Restlöcher, die bis zum Ende des Jahrhunderts v.a. mit Rheinwasser per Pipeline künstlich aufgefüllt werden sollen. Der Restsee des Tagebaus Hambach soll so z.B. eine Fläche von 3.550 Hektar einnehmen, mit Tiefen von 360 m und einem Volumen von 4,3 Milliarden Kubikmetern Wasser. Letzteres entspricht dem Zweifachen des Chiemsees.

Der Restsee Garzweiler soll nach den aktuellen RWE-Plänen  etwa 2.260 Hektar bedecken; das Volumen beträgt danach 1,5 Milliarden Kubikmeter bei eibner Tiefe von 165 Metern.

Eine direkte Qualitätsminderung der früher überwiegend verschmutzungsunempfindlichen Grundwässer resultiert aus dem Stoffaustrag aus den Abraumkippen. Mit der Zerstörung der natürlichen Schichtenabfolge durch den Tagebau gelangen auch die in der Tiefe gebundenen Sulfide an die Erdoberfläche und werden dort verkippt. Reagieren diese leicht freisetzbaren Schwefelverbindungen mit Sauerstoff (so genannte Pyritoxidation) und wird der Kippenkörper von ansteigendem Grundwasser oder Niederschlag durchströmt, fließt ein steter Strom von Schadstoffen in den Untergrund.

Zur Minimierung des Stoffaustrages aus der Innenkippe wurden verschiedene Maßnahmen untersucht. Diese reichen von einem "Kippen-Management", das heißt Verkippung der versauerungsempfindlichen Massen möglichst unter Sauerstoffabschluss, bis hin zur Zugabe von Kraftwerksasche und Kalk als Säure-Puffer. So wurden im Jahr 2022 allein im Tagebau Garzweiler 75 Millionen Kubikmeter versauerungsfähiger Abraum (> 0,1 % Pyrit-Schwefel-Gehalt) gefördert. Dieser wurde mit etwa 293.000 Tonnen Kalk gepuffert.

Im Endeffekt könnten diese Maßnahmen lediglich zu einer Reduzierung der Pyritverwitterung um circa vier Prozent absolut führen. Damit ist eine relative Minimierung der Versauerung des Grundwassers von maximal einem Drittel erreichbar, das heißt es verbleiben zwei Drittel Versauerungspotenzial.

Grubenwasser-Aufbereitung

Bislang war der Schadstoffaustrag wegen der großräumigen Grundwasserabsenkung auf wenige Standorte wie z.B. die Berrenrather Börde beschränkt beschränkt. Mit der Flutung der Restlöcher und dem Grundwasserwiederanstieg wird jedoch der Abstrom aus den Innenkippen einsetzen. So musste RWE im November 2023 für den Tagebau  Hambach eine neue Grubenwasser-Aufbereitungsanlage (GRA) mit einer Kapazität von 1.800 Kubikmeter in der Stunde in Betrieb nehmen. In der GRA wird dem eisenhaltigen und sauren Wasser Sauerstoff und Kalkmilch zugeführt, um den pH-Wert zu erhöhen. Es bilden sich Eisenflocken, die zu Eisenschlamm sedimentieren. Dieser wird mit Zentrifugen entwässert und letztendlich zur Deponie Garzweiler gefahren.

Ein zusätzliches Problem stellen die in den Innenkippen abgelagerten Kraftwerksreststoffe dar. Niemand vermag bislang abschließend zu sagen, welche langfristige Beeinträchtigung der Grundwasserqualität von den Kraftwerksaschen ausgeht. Nach ersten Untersuchungen sind für die Einflüsse der Kraftwerksaschen erhöhte pH-Werte > 8,5 sowie erhöhte Kaliumkonzentrationen > 60 mg/l, die in Abraumkippen ansonsten nicht auftreten, charakteristisch. Hinsichtlich der Spurenelemente wurden in Proben erhöhte Konzentrationen der Parameter Nickel und Zink beobachtet, die mit erhöhten pH-Werten zusammenhängen.

Für die künstliche Befüllung der Restlöcher Tagebaue Garzweiler und Hambach war ursprünglich der Bau zweier Rheinwassertransportleitungen vorgesehen, die nach den Vorstellungen der Tagebauplaner gewährleisten sollten, dass etwa 40 Jahre nach Tagebauende der geplante Seespiegel erreicht wird. Mit dem vorzeitigen Ende der Tagebaue steigt der Druck, dauerhafte wasserwirtschaftliche Lösungen für die grundwasserabhängigen Feuchtgebiete und die Restlöcher vorzuziehen.

Um die Zuleitung von Rheinwasser zum Tagebaugelände Garzweiler zu sichern, wurde bereits der „Braunkohlenplan Garzweiler II: Sachlicher Teilplan; Sicherung einer Trasse für die Rheinwassertransportleitung“ aufgestellt und am 17.06.2020 durch die Landesregierung NRW genehmigt. Dieser dient der raumordnerischen Sicherung einer Leitungstrasse zwischen einem Entnahmebauwerk für Rheinwasser am Rheinufer bei Dormagen-Rheinfeld und dem RWE-Betriebsgelände am Tagebau Garzweiler bei Frimmersdorf.

Mit der vorzeitigen Beendigung des Tagebaus Hambach sieht die RWE Power AG jetzt die Notwendigkeit, das dortige Restloch bereits ab 2030 ebenfalls mit Rheinwasser zu befüllen. Deswegen wurde eine Erweiterung des geplanten Rohrleitungssystems vorgeschlagen: Die 22,4 Kilometer lange Bündelungsleitung von der Rheinwasser-Entnahmestelle bei Dormagen-Rheinfeld bis zu einem Verteilbauwerk bei Frimmersdorf soll statt zwei 1,4 m-Rohre nun drei 2,2 m-Rohre umfassen. Die daran anschließende 18,5 Kilometer lange Hambachleitung würde dann mit zwei Rohren bis zum Tagebau Hambach weitergeführt.

Doch die Planung wirft viele Fragen auf. Welche Auswirkungen hat die geplante Rheinwasserentnahme auf das Ökosystem? Steht überhaupt in Zeiten des Klimawandels dauerhaft genügend Rheinwasser zur Verfügung? Ist eine 70 Meter breite Trasse zum Bau der Pipeline naturverträglich machbar? Welche Auswirkungen hat die Einleitung ungefilterten Rheinwassers in die Restseen, Grundwasserkörper und Feuchtgebiete?

Bislang sind viele dieser Fragen noch ungelöst. [mehr Infos zur Rheinwassertransportleitung]

Nach eigenen Angaben hat Bergbautreibende zur Bewältigung der wasserwirtschaftlichen Folgen lediglich 165 Millionen Euro zurückgestellt. Angesichts der zeitlichen Dimensionen – RWE spricht von 350 Jahren – ist der Betrag absehbar nicht ausreichend. Auf Basis einer von der Landesregierung durchzuführenden Langzeitfolgekosten-Abschätzung ist deshalb RWE zu verpflichten, einen Betrag in angemessener Höhe in einen zu gründenden, öffentlich-rechtlich kontrollierten Fonds einzuzahlen. Ansonsten droht die Abwältung der Folgekosten auf die Steuerzahler*innen.