ANORDUNG UND VERFAHREN ZUM ABBAU VON BODENSCHÄTZEN VON EINEM GEWÄSSERGRUND

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abbau von Bodenschätzen von einem Gewässergrund, mit einem Wasserfahrzeug zum Fahren auf dem Gewässer und mindestens einer Abbaueinheit, welche zum Abbau von Bodenschätzen am Gewässergrund ausgebildet ist und über mindestens eine Förderleitung mit dem Wasserfahrzeug verbunden ist, wobei abgebaute Bodenschätze als ein Abbaufluid über eine erste Förderleitung zu dem Wasserfahrzeug förderbar sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Abbau von Bodenschätzen von einem Gewässergrund mit einem Wasserfahrzeug zum Fahren auf dem Gewässer und mindestens einer Abbaueinheit, welche zum Abbau von Bodenschätzen am Gewässergrund ausgebildet ist und über mindestens eine Förderleitung mit dem Wasserfahrzeug verbunden ist, wobei abgebaute Bodenschätze als ein Abbaufluid über eine erste Förderleitung zu dem Wasserfahrzeug gefördert werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

[0003] Aus der EP 3 805 465 A1 ist eine Unterwasser-Abtragsvorrichtung zum Abbau von Rohstoffen an einem Gewässergrund bekannt. Diese umfasst eine Abtragseinheit, welche an einem Basisrahmen in einer horizontalen Richtung verschiebbar geführt ist, um verschiedene Abtragspositionen einzunehmen.

[0004] Weiter gehen aus der WO 2015/178854 A1 und der WO 2015/178853 A1 Unterwasser-Abbausysteme hervor. Bei diesen Systemen werden mehrere mobile Abbaueinheiten eingesetzt, von welchen abgebautes Bodenmaterial zu schwimmenden Behältern abgeführt wird, welche unter Wasser zwischen den Abbaueinheiten und einem Versorgungsschiff angeordnet sind.

[0005] Der Abbau von Bodenschätzen an einem Gewässergrund ist energieaufwendig und mit Belastungen der Umwelt verbunden.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren anzugeben, mit welchen Bodenschätze an einem Gewässergrund in einer wirtschaftlichen und energieeffizienten Weise und somit besonders umweltschonend abgebaut werden können.

[0007] Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0008] Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wasserfahrzeug mindestens eine Stromerzeugungseinheit angeordnet ist, welche ausgebildet ist, Wärme des Abbaufluids in elektrischen Strom umzusetzen.

[0009] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bestimmte Bodenschätze verstärkt in geologisch aktiven Zonen vorkommen, etwa an geologisch aktiven Bruch- oder Stoßlinien der Kontinentalplatten oder im Bereich von Vulkanen. Eine weitere Erkenntnis der Erfindung liegt darin, dass in derartigen Zonen gewonnene Abbaufluide beim Abbau von Bodenschätzen aufgrund geothermischer Effekte eine Temperatur aufweisen können, welche erheblich oberhalb einer Umgebungstemperatur an einer Gewässeroberfläche liegen kann.

[0010] Ein Aspekt der Erfindung liegt darin, die Wärme eines solchen am Gewässergrund gewonnenen Abbaufluids mittels einer Stromerzeugungseinheit zu nutzen, welche Wärme des Abbaufluids in elektrischen Strom umsetzt. Hierdurch kann nach einer Erkenntnis der Erfindung eine erhebliche Menge an elektrischen Strom eingespart oder ersetzt werden, welche ansonsten auf dem Wasserfahrzeug erzeugt werden müsste. Da Versorgungsschiffe üblicherweise Schiffsaggregate aufweisen, die mit Schweröl oder Diesel betrieben werden, ist eine Energiegewinnung aus der Wärme des Abbaufluids nicht nur wirtschaftlich, sondern auch umweltschonend. Dies reduziert die CO₂-Bilanz beim Abbau von Bodenschätzen in erheblichem Maße. Zudem erfolgt der Abbau von Bodenschätzen häufig in sensitiven Bereichen, so dass eine

[0011] Reduktion von Abgasen von Verbrennungsmotoren vor Ort auch einen positiven Einfluss auf die unmittelbare Umgebung hat.

[0012] Bevorzugt ist es weiterhin, dass die Stromerzeugungseinheit einen thermalelektrischen Generator oder mindestens ein Peltier-Element aufweist, welche über Halbleiterkomponenten Temperaturdifferenzen unmittelbar in elektrischen Strom wandeln können.

[0013] Grundsätzlich kann eine Umsetzung der Wärme in elektrischen Strom über jede geeignete Stromerzeugungseinheit erfolgen. Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass die Stromerzeugungseinheit als eine Kreislaufanlage mit einem Verdampfungsmedium ausgebildet ist. Insbesondere kann eine ORC-Anlage vorgesehen sein. Bei einem ORC-Prinzip (Organic Rankine Cycle) kann eine Gewinnung von elektrischem Strom auch aus Medien oder Fluiden erfolgen, bei welchen das Temperaturniveau nur relativ geringfügig über dem Temperaturniveau der Umgebung liegt. Eine ORC-Anlage funktioniert dabei dem Grunde nach wie ein herkömmliches Heizkraftwerk, wobei Wärme aus dem Abbaufluid über einen Wärmetauschprozess auf ein Verdampfungsmedium übertragen wird. Als Verdampfungsmedium wird jedoch nicht Wasser, sondern ein geeigneter organischer Stoff, etwa auf Basis von Kohlenwasserstoffen oder von Silikonöl, mit einem relativ niedrigen Siede- oder Verdampfungspunkt verwendet. Der so erzeugte Dampf wird über eine Turbine entspannt, die einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Der entspannte Dampf kann gegebenenfalls über einen Kondensator nach Abkühlung auf Umgebungstemperatur wieder im Kreislauf rückgeführt werden. Eine wirtschaftliche Ausbeute kann dabei schon bei Abbaufluiden mit Temperaturen ab ca. 50°C, insbesondere zwischen 60 und 90°C oder höher, erreicht werden.

[0014] Abhängig von der Konsistenz des Abbaufluids kann dieses der ORC-Anlage mit einem Wärmetauscher direkt zugeführt werden. Besonders zweckmäßig ist es nach einer Ausgestaltung der Erfindung, dass der Stromerzeugungseinheit ein Vorwärmetauscher vorgeschaltet ist, welcher Wärme des Abbaufluids auf ein Wärmetauschmedium überträgt, welches anschließend an die Stromerzeugungseinheit weiterleitbar ist. Insbesondere bei abrasiven Feststoffanteilen in dem Abbaufluid kann es sinnvoll sein, dieses abrasive Abbaufluid nicht unmittelbar der Stromerzeugungseinheit, insbesondere einer empfindlichen ORC-Anlage zuzuführen, sondern die Wärme zunächst auf ein Wärmetauschmedium, etwa Wasser oder eine sonstige Flüssigkeit, zu übertragen und dieses Wärmetauschmedium dann der Stromerzeugungseinheit und insbesondere der ORC-Anlage zuzuleiten.

[0015] Alternativ kann die Stromerzeugungseinheit auch mit einem Clausius-RankineKreisprozess etwa auf Basis organischer Substanzen, wie Isopentan, oder mit einem Kalina-Kreisprozess betrieben werden. Bei einem Kalina-Kreisprozess wird ein flüssiges Medium auf Basis von Ammoniak und Wasser als ein Verdampfungsmedium mit gegenüber Wasser niedrigerem Verdampfungspunkt eingesetzt. Der durch Wärmeaufnahme erzeugte Dampf treibt eine Turbine zur Stromerzeugung an.

[0016] Für eine effiziente Gewinnung der Bodenschätze ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung bevorzugt, dass auf dem Wasserfahrzeug mindestens eine Separatoreinheit angeordnet ist, mit welcher aus dem Abbaufluid Feststoffbestandteile und/oder eine Trägerflüssigkeit abtrennbar sind. Die Separatoreinheit kann dabei grundsätzlich jede geeignete Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung sein. Die Bodenschätze können sich dabei sowohl in den Feststoffbestandteilen als auch als gelöste Metalle oder Mineralien in der Trägerflüssigkeit befinden. Grundsätzlich können weitere Abtrenneinheiten auf dem Wasserfahrzeug vorgesehen sein, um die nutzbaren Stoffe zu einem möglichst hohen Maß aus dem Abbaufluid abzutrennen oder abzuscheiden.

[0017] Abhängig von der Art der Zusammensetzung des Abbaufluids kann es dabei vorteilhaft sein, dass die mindestens eine Separatoreinheit der Stromerzeugungseinheit vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet ist. Eine besonders gute Ausnutzung der Wärme des Abbaufluids kann dadurch erreicht werden, dass die Separatoreinheit lediglich der Stromerzeugungseinheit nachgeschaltet ist. In bestimmten Fällen kann es jedoch für eine gute Durchströmung des Wärmetauschers der Stromerzeugungseinheit und insbesondere bei Wegfall eines Vorwärmetauschers sinnvoll sein, dass eine Separatoreinheit der Stromerzeugungseinheit vorgeschaltet ist.

[0018] Besonders zweckmäßig ist es weiterhin, dass die mindestens eine Separatoreinheit eine Filtervorrichtung, einen Dekanter, eine Zentrifuge und/oder eine Siebvorrichtung umfasst. Durch diese Vorrichtung kann eine besonders gute Fest-Flüssig-Trennung erfolgen. Insbesondere bei einem Abbau von Bodenschätzen an einem Gewässergrund kann die Trägerflüssigkeit das Umgebungswasser sein. Nach Art des Gewässers kann dies Süßwasser oder Salzwasser sein.

[0019] Für eine besonders effiziente Energieausnutzung ist es insbesondere vorteilhaft, dass das Abbaufluid oder die Trägerflüssigkeit der Stromerzeugungseinheit zuführbar ist. Bei dieser Anordnung kann insbesondere auf einen zuvor beschriebenen Vorwärmetauscher verzichtet werden.

[0020] Die aus dem Abbaufluid abgetrennten oder gewonnenen Wert- oder Nutzstoffe können von der Separatoreinheit in geeignete Tanks oder Lagereinrichtungen weitergeführt werden. In bestimmten Fällen kann das Abbaufluid insgesamt verwertbar sein. Bei größeren Anteilen nicht verwertbarer Bestandteile ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, dass mindestens eine Rückförderleitung vorgesehen ist, mit welcher zumindest ein Teil des Abbaufluids von dem Wasserfahrzeug wieder zurück in das Gewässer leitbar ist. Die Rückförderleitung ist dabei vorzugsweise so gestaltet, dass diese die rückgeförderten Stoffe wieder in den Abbaubereich des Gewässergrundes, möglichst in die Nähe der Abbaustelle rückleitet.

[0021] In einer besonders einfachen Ausführung kann es nach einer Erfindungsvariante vorgesehen sein, dass die Abbaueinheit zum Absaugen von fließfähigen, insbesondere schlammförmigen Bodenschätzen ausgebildet ist. Die Bodenschätze können dabei in schlammartigen Schichten am Gewässergrund abgelagert sein.

[0022] Für einen Einsatz bei einem festen Gewässergrund ist es nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorteilhaft, dass die Abbaueinheit mindestens ein Abtragswerkzeug aufweist, mit welchem festes Grundmaterial des Gewässergrundes abtragbar und zerkleinerbar ist, wobei das abgetragene Grundmaterial mit einer Trägerflüssigkeit vermischt und als Abbaufluid abgefördert wird. Das Abtragswerkzeug kann dabei insbesondere ein Bohrer, ein Fräsrad oder eine umlaufende Fräskette sein. Insbesondere können auch mehrere angetriebene Abtragswerkzeuge eingesetzt werden, welche insbesondere mit Abtragszähnen versehen sind.

[0023] Grundsätzlich kann die Abbaueinheit über eine geeignete Hubeinrichtung, insbesondere mindestens eine Seilwinde, von dem Wasserfahrzeug auf den Gewässergrund abgesenkt werden. An der Stelle, an welcher die Abbaueinheit abgesenkt ist, kann diese dann Material vom Gewässergrund abbauen. Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Abbaueinheit mit mindestens einem eigenen Antrieb zum Bewegen entlang des Gewässergrundes ausgebildet ist. Die Baueinheit kann dabei mit einem Raupenfahrwerk und/oder einem Vortriebspropeller und/oder Vortriebsdüsen zum Bewegen in dem Gewässer entlang des Gewässergrundes ausgebildet sein. Hierdurch ist eine zielgerichtete Bewegung der Abbaueinheit möglich. Es kann ein sog. Umbilical vorgesehen sein, durch welches die Abbaueinheit zur Steuerung, insbesondere mit einem Bedienstand, und zur Energieversorgung mit dem Wasserfahrzeug verbunden ist. Eine Förder- und/oder eine Rückführleitung können ebenfalls in das Umbilical integriert sein, sie könne aber auch als separate Leitungen ausgeführt sein.

[0024] Zum effizienten Abfördern der gewonnenen Bodenschätze ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung bevorzugt, dass mindestens eine Förderpumpe an der Abbaueinheit und/oder dem Wasserfahrzeug angeordnet ist. Ein Fördern des strömungsfähigen Abbaufluids mittels einer oder mehrerer Förderpumpen ermöglicht einen wirtschaftlichen Materialtransport.

[0025] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Abbau von Bodenschätzen von einem Gewässergrund mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass an dem Wasserfahrzeug mindestens eine Stromerzeugungseinheit angeordnet ist, welche Wärme des Abbaufluids in elektrischen Strom umsetzt. Zur Durchführung des Verfahrens kann insbesondere eine zuvor beschriebene Anordnung eingesetzt werden. Dabei können die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.

[0026] Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass ein Abbau in einer geologisch aktiven Zone durchgeführt wird, in welcher eine erhöhte Temperatur gegeben ist. Derartige geologisch aktive Zonen stellen insbesondere Bruch- oder Stoßlinien entlang der Kontinentalplatten dar. Beispielsweise bestehen am Grund des Roten Meers entlang von Gräben an den Stoßlinien zwischen der afrikanischen Kontinentalplatte der eurasischen Kontinentalplatte geothermisch erwärm
te Lagerstätten an Bodenschätzen mit einer Temperatur zwischen 50°C bis 90°C, insbesondere im Bereich von 68-70°C. Derartige Lagerstätten an einem Gewässergrund können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Gewinnung einer nutzbringenden Menge an elektrischer Energie abgebaut werden.

[0027] Besonders vorteilhaft ist es nach einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass als Bodenschätze Metalle und/oder Mineralien aus dem Abbaufluid abgetrennt werden. Hierfür kann eine Separatoreinheit eingesetzt werden, welche Feststoffe von Flüssigkeiten trennt. Die Bodenschätze können dabei als Feststoffe und/oder als gelöste Stoffe in der Flüssigkeit vorhanden sein.

[0028] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist.

[0029] Die einzige Figur zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung 10 mit einem Wasserfahrzeug 20, insbesondere einem Versorgungsschiff, welches auf einem Gewässer 3 schwimmt. Von dem Wasserfahrzeug 20 ist mittels einer Seilwinde 22 über ein Seil oder ein Umbilical 23 eine schematisch dargestellte Abbaueinheit 30 auf einem Gewässergrund 5 abgelassen. Die Abbaueinheit 30 ist zum Abbauen oder Absaugen von Grundmaterial des Gewässergrundes 5 ausgebildet. Das Grundmaterial kann Bodenschätze aufweisen, insbesondere Metalle oder Mineralien. Die Bodenschätze werden, soweit nötig, zerkleinert und über eine erste Förderleitung 32 als ein strömungsfähiges Abbaufluid 18 von der Abbaueinheit 30 nach oben zu dem Wasserfahrzeug 20 gepumpt. Die Pumpe kann direkt elektrisch angetrieben werden, es ist aber auch möglich, durch einen Elektromotor eine Hydraulikpumpe anzutreiben, welche über eine Hydraulikleitung und einen Hydraulikmotor die Pumpe antreibt.

[0030] In einer grundsätzlich bekannten Weise können aus dem Abbaufluid 18 die als Nutz- oder Wertstoffe angesehenen Bestandteile über eine Fest-Flüssig-Trennvorrichtung abgetrennt und zu einer Aufnahme 26, etwa einem Tank, weitergeleitet werden. Die Trenn- oder Separatoreinheit zur Fest-Flüssigtrennung ist dabei nicht näher dargestellt. Nicht nutzbare Trägerflüssigkeit mit Restfeststoffbestandteilen kann über eine Rückförderleitung 34 wieder zurück in das Gewässer 3 und insbesondere in den Bereich der Abbaustelle an der Abbaueinheit 30 rückgeleitet werden.

[0031] Bei der erfindungsgemäßen Anordnung 10 ist auf dem Wasserfahrzeug 20 eine Stromerzeugungseinheit 40 angeordnet, welche ausgebildet ist, Wärme des Abbaufluids 18 in elektrischen Strom umzusetzen. Die Stromerzeugungseinheit 40 ist insbesondere eine ORC-Anlage, bei welcher ein organisches Verdampfungsmittel durch die erhöhte Temperatur des Abbaufluids 18, welche größer als eine Umgebungstemperatur des Wasserfahrzeuges 20 ist, verdampft wird. Der so erzeugte Dampf kann zum Betreiben einer Turbine genutzt werden, welche einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Das Verdampfungsmittel kann nach Entspannung und Kondensation mit Abkühlung auf die Umgebungstemperatur wieder im Kreislauf zurückgeführt werden. Zum Abkühlen des Verdampfungsmittels kann ein weiterer Wärmetauscher vorgesehen sein.

[0032] Abbaufluide 18 mit einer solchen erhöhten Temperatur, welche im Bereich zwischen 50°C bis 90°C liegen kann, können insbesondere an geologisch aktiven Zonen sowie im Bereich von Vulkanen auftreten.

[0033] Die so erzeugte elektrische Energie kann auf dem Wasserfahrzeug 20 genutzt werden, etwa zum Betrieb der Seilwinde 22 oder von Pumpen zum Fördern des Abbaufluides 18. Hierdurch werden die mit Treibstoff betriebenen Schiffsaggregate entlastet, was sich positiv auf den Energieverbrauch und die Umweltbelastung auswirkt.

Ansprüche

1. Anordnung zum Abbau von Bodenschätzen von einem Gewässergrund (5), mit

- einem Wasserfahrzeug (20) zum Fahren auf dem Gewässer (3) und

- mindestens einer Abbaueinheit (30), welche zum Abbau von Bodenschätzen am Gewässergrund (5) ausgebildet ist und über mindestens eine Förderleitung (32, 34) mit dem Wasserfahrzeug (20) verbunden ist, wobei abgebaute Bodenschätze als ein Abbaufluid (18) über eine erste Förderleitung (32) zu dem Wasserfahrzeug (20) förderbar sind,

dadurchgekennzeichnet,
dass an dem Wasserfahrzeug (20) mindestens eine Stromerzeugungseinheit (40) angeordnet ist, welche ausgebildet ist, Wärme des Abbaufluids (18) in elektrischen Strom umzusetzen.

2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurchgekennzeichnet,
dass die Stromerzeugungseinheit (40) als eine Kreislauf-Anlage mit einem Verdampfungsmedium ausgebildet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurchgekennzeichnet,
dass die Stromerzeugungseinheit (40) als einen thermoelektrischen Generator oder mindestens ein Peltier-Element aufweist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurchgekennzeichnet,
dass der Stromerzeugungseinheit (40) ein Vorwärmetauscher vorgeschaltet ist, welcher Wärme des Abbaufluids (18) auf ein Wärmetauschmedium überträgt, welches anschließend an die Stromerzeugungseinheit (40) weiterleitbar ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf dem Wasserfahrzeug (20) mindestens eine Separatoreinheit angeordnet ist, mit welcher aus dem Abbaufluid (18) Feststoffbestandteile und/oder eine Trägerflüssigkeit abtrennbar sind.

6. Anordnung nach Anspruch 5,
dadurchgekennzeichnet,
dass die mindestens eine Separatoreinheit der Stromerzeugungseinheit (40) vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurchgekennzeichnet,
dass die mindestens eine Separatoreinheit eine Filtervorrichtung, einen Dekanter, eine Zentrifuge und/oder eine Siebvorrichtung umfasst.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurchgekennzeichnet,
dass das Abbaufluid (18) oder die Trägerflüssigkeit der Stromerzeugungseinheit (40) zuführbar ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurchgekennzeichnet,
dass mindestens eine Rückförderleitung (34) vorgesehen ist, mit welcher zumindest ein Teil des Abbaufluids (18) von dem Wasserfahrzeug (20) wieder zurück in das Gewässer (3) leitbar ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurchgekennzeichnet,
dass die Abbaueinheit (30) zum Absaugen von fließfähigen, insbesondere schlammförmigen Bodenschätzen ausgebildet ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurchgekennzeichnet,
dass die Abbaueinheit (30) mindestens ein Abtragswerkzeug aufweist, mit welchem festes Grundmaterial des Gewässergrundes (5) abtragbar und zerkleinerbar ist, wobei das abgetragene Grundmaterial mit einer Trägerflüssigkeit vermischt und als Abbaufluid (18) abgefördert wird.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurchgekennzeichnet,
dass die Abbaueinheit (30) mit mindestens einem eigenen Antrieb zum Bewegen entlang des Gewässergrundes (5) ausgebildet ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurchgekennzeichnet,
dass mindestens eine Förderpumpe an der Abbaueinheit (40) und/oder dem Wasserfahrzeug (20) angeordnet ist.

14. Verfahren zum Abbau von Bodenschätzen von einem Gewässergrund mit einer Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit

- einem Wasserfahrzeug (20) zum Fahren auf dem Gewässer (3) und

- mindestens einer Abbaueinheit (30), welche zum Abbau von Bodenschätzen am Gewässergrund (5) ausgebildet ist und über mindestens eine Förderleitung (32, 34) mit dem Wasserfahrzeug (20) verbunden ist, wobei abgebaute Bodenschätze als ein Abbaufluid (18) über eine erste Förderleitung (32) zu dem Wasserfahrzeug (20) gefördert werden,

dadurchgekennzeichnet,
dass an dem Wasserfahrzeug (20) mindestens eine Stromerzeugungseinheit (40) angeordnet ist, welche Wärme des Abbaufluids (18) in elektrischen Strom umsetzt.

15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurchgekennzeichnet,
dass ein Abbau in einer geologisch aktiven Zone durchgeführt wird, in welcher eine erhöhte Temperatur gegeben ist.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15,
dadurchgekennzeichnet,
dass als Bodenschätze Metalle und/oder Mineralien aus dem Abbaufluid (18) abgetrennt werden.

Claims

1. Arrangement for extracting soil resources from a bed of a body of water (5), having

- a watercraft (20) for travelling on the body of water (3) and

- at least one extraction unit (30) configured for extracting soil resources on the bed of a body of water (5), which unit is connected to the watercraft (20) via at least one conveying line (32, 34), wherein extracted soil resources can be conveyed as an extraction fluid (18) to the watercraft (20) via a first conveying line (32),

characterized in that
at least one power generation unit (40) is arranged on the watercraft (20), which power generation unit is configured to convert the heat of the extraction fluid (18) into electric current.

2. Arrangement according to claim 1,
characterized in that
the power generation unit (40) is configured as a closed-circuit system with an evaporation medium.

3. Arrangement according to claim 1,
characterized in that
the power generation unit (40) is configured as a thermoelectric generator or has at least one Peltier element.

4. Arrangement according to any one of claims 1 to 3,
characterized in that
a pre-heat exchanger is connected upstream of the power generation unit (40), which transfers heat from the extraction fluid (18) to a heat exchange medium, which can then be passed on to the power generation unit (40).

5. Arrangement according to any one of claims 1 to 4,
characterized in that
at least one separator unit is arranged on the watercraft (20), with which solid components and/or a carrier liquid can be separated from the extraction fluid (18).

6. Arrangement according to claim 5,
characterized in that
the at least one separator unit is connected upstream and/or downstream of the power generation unit (40)

7. Arrangement according to claim 5 or 6,
characterized in that
the at least one separator unit comprises a filter device, a decanter, a centrifuge and/or a strainer device.

8. Arrangement according to any one of claims 1 to 7,
characterized in that
the extraction fluid (18) or the carrier liquid can be supplied to the power generation unit (40).

9. Arrangement according to any one of claims 1 to 8,
characterized in that
at least one return line (34) is provided, with which at least a part of the extraction fluid (18) can be conducted from the watercraft (20) back again into the body of water (3).

10. Arrangement according to any one of claims 1 to 9,
characterized in that
the extraction unit (30) is configured for sucking off flowable, in particular muddy, soil resources.

11. Arrangement according to any one of claims 1 to 10,
characterized in that
the extraction unit (30) has at least one stripping tool, with which solid ground material of the bed of a body of water (5) can be stripped and crushed, wherein the extracted ground material is mixed with a carrier liquid and is discharged as extraction fluid (18).

12. Arrangement according to any one of claims 1 to 11,
characterized in that
the extraction unit (30) is configured with at least one drive of its own for moving along the bed of a body of water (5).

13. Arrangement according to any one of claims 1 to 12,
characterized in that
at least one conveying pump is arranged on the extraction unit (40) and/or the watercraft (20).

14. Method for extracting soil resources from a bed of a body of water, in particular having an arrangement (10) according to any one of claims 1 to 13, having

- a watercraft (20) for travelling on the body of water (3) and

- at least one extraction unit (30) configured for extracting soil resources on the bed of a body of water (5), which unit is connected to the watercraft (20) via at least one conveying line (32, 34), wherein extracted soil resources are conveyed as an extraction fluid (18) to the watercraft (20) via a first conveying line (32),

characterized in that
at least one power generation unit (40) is arranged on the watercraft (20) which power generation unit converts the heat of the extraction fluid (18) into electric current.

15. Method according to claim 14,
characterized in that
extraction is performed in a geologically active zone in which there is an increased temperature.

16. Method according to claim 14 or 15,
characterized in that
metals and/or minerals are separated from the extraction fluid (18) as soil resources.

Revendications

1. Agencement pour l'extraction de ressources minérales d'un fond d'eau (5), avec

- un véhicule nautique (20) pour naviguer sur l'eau (3) et

- au moins une unité d'extraction (30), qui est réalisée pour extraire des ressources minérales du fond d'eau (5) et qui est reliée au véhicule nautique (20) par l'intermédiaire d'au moins une conduite de transport (32, 34), les ressources minérales extraites pouvant être transportées sous la forme d'un fluide d'extraction (18) vers le véhicule nautique (20) par l'intermédiaire d'une première conduite de transport (32),

caractérisé en ce qu'
au moins une unité de production d'électricité (40) est agencée sur le véhicule nautique (20), laquelle est réalisée pour convertir la chaleur du fluide d'extraction (18) en courant électrique.

2. Agencement selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l'unité de production d'électricité (40) est réalisée sous la forme d'une installation en circuit fermé avec un fluide de vaporisation.

3. Agencement selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l'unité de production d'électricité (40) présente un générateur thermoélectrique ou au moins un élément Peltier.

4. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
l'unité de production d'électricité (40) est connectée en amont d'un échangeur de préchauffage qui transfère la chaleur du fluide d'extraction (18) à un fluide d'échange thermique qui peut ensuite être transmis à l'unité de production d'électricité (40).

5. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'
au moins une unité de séparation est agencée sur le véhicule nautique (20), avec laquelle des constituants solides et/ou un liquide porteur peuvent être séparés du fluide d'extraction (18).

6. Agencement selon la revendication 5,
caractérisé en ce que
l'au moins une unité de séparation est connectée en amont et/ou en aval de l'unité de production d'électricité (40).

7. Agencement selon la revendication 5 ou 6,
caractérisé en ce que
l'au moins une unité de séparation comprend un dispositif de filtration, un décanteur, une centrifugeuse et/ou un dispositif de tamisage.

8. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que
le fluide d'extraction (18) ou le liquide porteur peut être amené à l'unité de production d'électricité (40).

9. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce qu'
il est prévu au moins une conduite de retour (34) permettant de renvoyer de nouveau au moins une partie du fluide d'extraction (18) du véhicule nautique (20) vers l'eau (3).

10. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce que
l'unité d'extraction (30) est réalisée pour aspirer des ressources minérales fluides, notamment sous forme de boue.

11. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
caractérisé en ce que
l'unité d'extraction (30) présente au moins un outil d'enlèvement, avec lequel le matériau de base solide du fond de l'eau (5) peut être enlevé et broyé, le matériau de base enlevé étant mélangé à un liquide porteur et étant évacué en tant que fluide d'extraction (18).

12. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11,
caractérisé en ce que
l'unité d'extraction (30) est réalisée avec au moins un entraînement propre pour se déplacer le long du fond de l'eau (5).

13. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12,
caractérisé en ce qu'
au moins une pompe de transport est agencée sur l'unité d'extraction (40) et/ou sur le véhicule nautique (20).

14. Procédé d'extraction de ressources minérales d'un fond d'eau avec un agencement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, avec

- un véhicule nautique (20) pour naviguer sur l'eau (3) et

- au moins une unité d'extraction (30) qui est réalisée pour extraire des ressources minérales du fond d'eau (5) et qui est reliée par l'intermédiaire d'au moins une conduite de transport (32, 34) au véhicule nautique (20), les ressources minérales extraites étant transportées sous la forme d'un fluide d'extraction (18) vers le véhicule nautique (20) par l'intermédiaire d'une première conduite de transport (32),

caractérisé en ce qu'
au moins une unité de production d'électricité (40) est agencée sur le véhicule nautique (20), laquelle transforme la chaleur du fluide d'extraction (18) en courant électrique.

15. Procédé selon la revendication 14,
caractérisé en ce qu'
une extraction est réalisée dans une zone géologiquement active, dans laquelle une température élevée est présente.

16. Procédé selon la revendication 14 ou 15,
caractérisé en ce que
des métaux et/ou des minéraux sont séparés du fluide d'extraction (18) en tant que ressources minérales.

Zeichnung