Oberflächennahe untertägige Kohlebrände
Das LIAG war von 2003 bis 2010 an dem BMBF Verbundvorhaben „Innovative Technologien zur Erforschung, Löschung und Überwachung von Kohlebränden in Nord China“ beteiligt In diesem Projekt stand das Prozessverständnis der Kohlebrände sowie die Gewinnung von Kenntnissen zur Effizienz von Löschmethoden im Vordergrund der wissenschaftlichen Untersuchungen.
Hierbei hat das LIAG als Schwerpunkt die numerische Modellierung der Brandvorgänge inklusive der Löschverfahren bearbeitet. Begleitend wurden geothermische Messungen in den Brandgebieten durchgeführt und dazu auch neue Hochtemperatur-Messtechniken entwickelt.
Die Löschung von Kohlebränden rückt auch im Schatten der Klimaerwärmung als Massnahme zur Reduzierung des anthropogenen Kohlendioxidausstosses in den Blickpunkt. Zur Akkreditierung jeglicher Zertifikate für solche Löschungen, z.B. als CDM-Massnahmen nach dem Kyoto-Protokoll, sind umfangreiche Modellrechnungen notwendig. Hierzu leisten die am LIAG erarbeiteten Methoden einen unverzichtbaren Beitrag, insbesondere für die Interpretation von satelliten- oder flugzeuggestützten Fernerkundungsdaten oder flächenbezogene Risikobewertungen.
Die bei der Untersuchung von Kohlebränden gewonnenen Erfahrungen lassen sich unmittelbar auf die anderen Arbeitsgebiete übertragen. Hierbei stellen die Kohlebrände ein besondere Herausforderung dar: Schnelle chemische Prozesse mit hohem Energieumsatz treiben den Stofftransport und bewirken mechanische und strukturelle Veränderungen der Umwelt, in der sie stattfinden. Alle Prozesse laufen sowohl räumlich als auch zeitlich auf vielen verschiedenen Skalen ab. Technische Eingriffe bei den Löschungen stellen zeitlich diskrete Ereignisse dar. Die beteiligten Materialien unterliegen oft Phasenumwandlungen (Verdampfung und Kondensation, Lösung und Ausfällung, Verfestigung), so dass realistisch immer ein Mehrphasentransport vorliegt. Die realen Situationen zeigen kaum Symmetrien, so dass man auch die Modellierung in 3D durchführen muss.
Die durch die Brandgase berührte Klimaproblematik, die Bedrohung der Ressource Kohle sowie der unmittelbar betroffenen Lebensgebiete machen die Untersuchung von Kohlebränden zu einem wirtschaftlich und gesellschaftlich relevanten Forschungsthema.
Auch wenn zur Zeit noch kein Projekt in diesem Bereich wieder gefördert wird, ist das LIAG bemüht, die erarbeitete Expertise zu pflegen, weiterzuentwickeln und für zukünftige Anwendungen vorzuhalten.