Geothermie als Heizkonzept

Preiswerte Wärme aus der Erde

Erdwärme gehört wie Sonnen- und Windenergie zu den erneuerbaren Energiequellen. Sie lässt sich nach Angaben des Bundesverbandes Erneuerbare Energien (Berlin) an fast jedem Standort ohne großen baulichen Aufwand nutzen. Mit einer Wärmepumpe wird über im Erdreich versenkte Sonden die im Erdinneren vorhandene Wärme zutage gefördert und für die Gebäude-Wärmeversorgung genutzt.

Nach Zahlen des Bundesverbandes Geothermie (GtV, Berlin) gab es in Deutschland schon im Jahre 2009 etwa 230 000 Immobilien, die über Wärmepumpen mit oberflächennaher Geothermie versorgt wurden. "Nach unseren Schätzungen kann davon ausgegangen werden, dass über 80 Prozent der Anlagen im privaten Wohnbereich eingesetzt werden", sagt Vorstandsmitglied Burkhard Sanner. Die übrigen Pumpenanlagen versorgten größere Wohnbauvorhaben und Gewerbeimmobilien.

Bei der Geothermie wird Erdwärme aus der Tiefe genutzt. Je tiefer gebohrt wird, desto wärmer wird es: Laut GtV nimmt die Temperatur in Mitteleuropa um etwa drei Grad je 100 Meter Tiefe zu. Doch extrem tief zu bohren, ist bei Geothermie zum Heizen gar nicht nötig. Bei 100 Metern ist der Untergrund etwa elf bis zwölf Grad warm. Das reiche, um im Winter Gebäude über eine Wärmepumpe zu heizen. Die Wärme wird ständig an die Erdoberfläche transportiert.

"Diese in der Erde gespeicherte Energie ist nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich", so der GtV. Das meiste davon entweiche ungenutzt: "Die Erde strahlt täglich etwa viermal mehr Energie in den sie umgebenden Weltraum ab, als wir Menschen derzeit verbrauchen", rechnet der Verband vor. Gleichzeitig steigen die Kosten für Wärme aus Gas und Öl.

Brunnen oder Kollektoren

Um die Erdwärme zutage zu fördern, kommen nach GtV-Angaben verschiedene Verfahren in Betracht. Zum Beispiel wird über bis zu 20 Meter tiefe Brunnen Grundwasser nach oben gepumpt, um ihm Wärme zu entziehen. Eine andere Methode arbeitet mit Erdwärmekollektoren, die auf größeren Flächen in 1,5 Metern Tiefe verlegt sind. Dabei wird dem Erdreich mit einer Wärmepumpe und einer zirkulierenden Flüssigkeit Wärme entnommen. Sogenannte Energiepfähle mit integrierten Wärmetauschrohren wiederum werden bei Neubauten gleich als Teile des Gebäudefundamentes im Boden platziert.

Als häufigster Anlagentyp haben sich in Mittel- und Nordeuropa vor allem Erdwärmesonden durchgesetzt, so der Verband. Sie werden per senkrechter Bohrung in Tiefen von 50 bis 160 Metern in den Boden eingebracht. Die Sonden bestehen aus Doppel-U-Rohren aus Kunststoff, die mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt sind. Sie nimmt die Wärme aus dem Erdreich auf, eine Wärmepumpe pumpt die erwärmte Flüssigkeit nach oben in einen Wärmetauscher. Der gibt die Wärme an das Heizsystem ab. Die abgekühlte Trägerflüssigkeit wird dann wieder in die Erde geleitet, und der Kreislauf beginnt von vorn. Weitere Verfahren verwenden in den Erdwärmesonden statt Flüssigkeit Gas, oder die Sonden werden schräg ins Erdreich getrieben.

Ohne Wärmepumpe würde die Heizung per Geothermie aber nicht funktionieren. Sie arbeitet wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt, erläutert der Bundesverband Wärmepumpe (BWP, Berlin). Da sie elektrisch angetrieben wird, ist für die Kalkulation der Kosten entscheidend, wie groß die Wärmeausbeute der Pumpe im Verhältnis zum eingesetzten Strom ist. Denn der muss vom Versorger dazugekauft werden. Dazu sollte man die Jahresarbeitszahl der Anlage beachten - Werte unter 3,0 gelten als nicht effizient und nicht rentabel. 3,0 heißt: Mit einer eingesetzten und bezahlten Kilowattstunde Strom wird die dreifache Menge an Heizenergie gefördert.

Bei der Kalkulation der Kosten in Neubauten ist auch zu beachten, dass die Investitionen durch die teuren Erdwärmesonden und den Kauf der Wärmepumpe höher sind als für einen herkömmlichen Heizkessel. Ob sich die Wärmepumpe "nach einigen Jahren rechnet", wie der GtV betont, muss anhand der einzelnen Anlagenplanung durchkalkuliert werden. Mit zunehmendem Anstieg der Öl- und Gaspreise dürfte der wirtschaftliche Vorteil größer werden.