Artikel erstellt am 13.07.2022 | von Karina Shepetunova | ca: 5 Min. zu lesen

Was ist Geothermie und wie funktioniert Erdwärme?

Erdgas und Erdöl werden immer teurer. Die Energiepreise steigen rasant an und sind nicht mehr aufzuhalten. Wird Heizen jetzt zum Luxusgut? In vielerlei Hinsicht sucht nun jeder Mensch nach Alternativen für den täglichen Energiebedarf.

Wie funktioniert Geothermie oder Erdwärme?
© arahan – stock.adobe.com

In diesem Artikel stellen wir Ihnen die verschiedenen Nutzungsgebiete einer Wärmepumpe vor. Die Geothermie, auch Erdwärme genannt, ist eines der Einsatzgebiete für eine Wärmepumpe. Was aber ist Geothermie überhaupt? Wie macht man sie nutzbar und welche Kosten sind damit verbunden? Und die vielleicht wichtigste Frage: Gibt es bestimmte staatliche Förderprogramme für Erdwärmepumpen?

Was ist die Geothermie?

Die Geothermie bezeichnet Energie, welche in der Erdkruste gespeichert ist. Damit einher geht auch deren ingenieurtechnische Nutzung. Erdwärme wird zum Kühlen, Heizen und auch zur Stromversorgung verwendet. Pro 100m Tiefe steigt in Deutschland die Temperatur durchschnittlich um 3 Kelvin an. Daraus erschließen sich, je nach Bohrlochtiefe, unterschiedliche Temperaturniveaus.

Diese werden in zwei Kategorien unterteilt:

Oberflächennahe Geothermie

Zur oberflächennahen Geothermie zählt der Bereich bis zu 400m Tiefe.

Aufgrund des eher niedrigen Energieniveaus muss die gewonnene Wärmeenergie mit Hilfe einer Wärmepumpe aufbereitet werden. Somit kann man sie für einen Haushalt nutzbar machen.

Sowohl die Energiegewinnung aus der Erde als auch die aus der Luft, zählen zur Kategorie der Umgebungswärme.

Tiefe Geothermie

Die tiefe Geothermie ist, wie der Name es schon erahnen lässt, in ganz anderen Dimensionen der Tiefe aktiv.

Denn die dafür benötigten Bohrlöcher sind bis zu 5000m tief. Auch die mittels dieser Energieform betriebenen Anlagen sind wesentlich größer und leistungsfähiger.

Ganze Stadtviertel können so mit Heizwärme versorgt werden.

Wie kann man Erdwärme nutzen?

Die offensichtlichste Weise Erdwärme zu nutzen, ist es, damit zu heizen. Je nach Bohrtiefe und Anlagenausführung können sowohl einzelne Häuser als auch ganze Stadtviertel mit thermischer Energie versorgt werden.

Besonders die Anlagen, welche die tiefe Geothermie nutzen, werden auch zur Stromerzeugung eingesetzt. So gibt es beispielsweise eine Demonstrationsanlage in Unterhaching bei München, welche dies sehr eindrucksvoll zeigt. Sie wird einerseits für die Heizwärmegewinnung eingesetzt, andererseits aber auch zur Stromerzeugung verwendet.

Hauptsächlich ist die oberflächennahe Geothermie gemeint, wenn es um die Art des Gebrauch in einzelnen Wohngebäuden geht. Es können drei unterschiedliche Verfahren zur Energiegewinnung eingesetzt werden:

Kollektoren

Kollektoren werden breitflächig horizontal dicht unter der Erdoberfläche in einer Tiefe von ca. 1,5m eingebracht.

Sonden

Sonden werden in senkrechte, 100-400m tiefe Bohrungen eingesetzt.

Grundwasserbrunnen

Grundwasserbrunnen benötigen mindestens zwei ca. 20m tiefe Brunnenschächte.

Kollektoren und Sonden zählen zu den geschlossenen Systemen. Grundwasserbrunnen hingegen sind Bestandteil der offenen Systeme.

In geschlossenen Systemen wird ein Wärmeträger (meist Kohlendioxid) durch eine Rohrleitung gepumpt. Dieses Medium nimmt somit die thermische Energie aus der Erde auf und gibt sie in der Wärmepumpe an ein Kältemittel ab. Aufgrund von der Energiezufuhr wird das Kältemittel gasförmig. Zu diesem Zeitpunkt hat das Kältemittel eine Temperatur von ca. 10 Grad Celsius.

Ein Kompressor verdichtet das Kältemittel. Dabei steigt die Temperatur auf circa 60 Grad Celsius an. Mit dieser Temperatur wird nun, unter Verwendung eines Wärmetauschers, das Heizungswasser und das Brauchwasser in einem Warmwasserspeicher erhitzt. Somit wird sie für die Heizungsanlage sowie das Brauchwasser nutzbar gemacht.

Die Erdwärmesonden sind vergleichsweise recht klein. Mit einem Durchmesser von ca. 12cm sind sie von oben betrachtet nicht viel größer als eine handelsübliche CD.

Wie hoch sind die Kosten für eine Erdwärme-Anlage?

Die Kosten teilen sich, wie bei jeder Heizungsanlage, in zwei Kostenpunkte auf. Einerseits spielen die Anschaffungskosten eine große Rolle, andererseits sind auch die Betriebskosten zu beachten. Beide Faktoren sind sehr variabel, da viele individuelle Punkte zu bedenken gibt.

Zuerst steht die Entscheidung an, ob eine Flächen- oder Tiefenbohrung vorgenommen werden muss. Beide Arten sind genehmigungspflichtig. Die Bohrkosten berechnet man pro Bohrmeter. Hierbei muss man mit 30-40€ pro Grabmeter rechnen. Die Erschließung für Flächenkollektoren schlagen mit 10-15€ zu Buche. Hinzu kommt die Wärmepumpe selbst, der Warmwasserspeicher und die Installationskosten.

Die laufenden Kosten bestehen fast ausschließlich nur aus den Stromkosten. Je nach Auslegung schaffen moderne Wärmepumpen einen Arbeitswert von 4,0-4,5. Das bedeutet, dass aus einem Kilowatt Strom 4,0-4,5 Kilowatt Wärmeleistung gewonnen werden können.

Fasst man alles für ein neu gebautes durchschnittliches Einfamilienhaus zusammen, ergibt das Anschaffungskosten die sich auf eine Summe zwischen €15.000 und €25.000 belaufen. Ferner schlagen die jährlichen Stromkosten, je nach Anbieter und Quelle, mit etwa €650,00 für einen Wärmebedarf von 10.000kWh zu buche.

Insbesondere die laufenden Stromkosten lassen sich mit einer eigenen Photovoltaikanlage minimieren und in Verbindung mit einer Stromcloud nahezu auf null setzen. Hier erfahren Sie, welche Punkte noch für eine PV-Anlage sprechen.

Welche Förderungen gibt es für eine Erdwärme-Heizung?

Je nachdem ob Sie ein Haus neu bauen oder eine Bestandsimmobilie sanieren variieren die Förderprogramme und die Höhe der Zuschüsse sehr. Im besten Fall können bis zu 40% der Anschaffungskosten durch BAFA und / oder KFW 461 gefördert werden. Lassen Sie sich daher vor Auftragserteilung individuell durch einen Energieberater über alle Aspekte aufklären. Genauso wird auch die Kostenschätzung bei der Einholung von Bodengutachten exakter.

Fazit

Die Geothermie-Heizungsanlage ist mit Abstand die preisintensivste der modernen Heizungsvarianten. Eine Amortisierung erfolgt erst nach etwa 15 Jahren. Der größte Vorteil ist jedoch besonders bei den geschlossenen Systemen, dass sie nahezu keiner Wartung bedürfen. Für offene Brunnensonden muss man immer wieder in Reinigung und Filtersysteme nachinvestieren. In Kombination mit einer eigenen Photovoltaikanlage lassen sich die laufenden Kosten deutlich verringern und somit auch die Amortisierungszeit deutlich verkürzen. Sollten Sie also darüber nachdenken, welche Art Heizungsanlage in Ihrem Neubau oder bei der Sanierung Ihres Objektes verbaut werden soll, sollten Sie der Geothermie besondere Aufmerksamkeit widmen.

Mit dem Solarrechner von Selfmade Energy können Sie die besten Angebote für PV-Anlagen zu fairen Konditionen vergleichen und so auch ohne Erdwärme erneuerbare Energien privat nutzen.

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