Geothermie für das Eigenheim

Nicht nur Rohstoffe zum Heizen wie Kohle, Öl und Gas schlummern in der Erde. Ihre eigene Wärme kann auch zum Erwärmen der Häuser genutzt werden. Dafür muss man gar nicht besonders tief graben.

Für Eigenheime kommen oberflächennahe geothermische Systeme zum Einsatz. Ein Kühlmittel wird durch Wärmekollektoren oder Sonden im Erdreich gepumpt. Über die Rohrwände nimmt dieses Wärme auf und verdampft dabei. Das Gas wird von einer Wärmepumpe verdichtet und erwärmt. Die Wärme wird in einem Wärmetauscher auf das Wasser des Heizsystems übertragen.

Die Erdwärme kann auf zwei Arten erschlossen werden. Die Variante eins sind Flachkollektoren: Das Erdreich wird nur gut einen Meter tief abgetragen, die Kollektoren darin schlangenförmig und horizontal verlegt. "Für das Grundwasser ist dieses Verfahren gut", erläutert Matthias Wagnitz vom Zentralverband Sanitär Heizung Klima (SHK). "Aber man braucht eine freie Fläche, die etwa so groß ist wie die Wohnfläche, bei einer Bestandsimmobilie auch mehr." In einem angelegten Garten bringen die Montage und die Zwischenlagerung des Erdreiches Probleme mit sich. Auch sollte die Fläche später nicht verdichtet und bebaut werden.

Die Erdwärme gelange an die Kollektoren durch Regentropfen, die durch das Erdreich sickern, erklärt Rüdiger Grimm vom Bundesverband Geothermie. Wie viel Energie hierbei produziert wird, ist abhängig von der Wärmeleitung des Bodens, sowie seiner Fähigkeit, Wasser durchsickern zu lassen, aber auch von der Dimension der Anlage, der Dauer des Sonnenscheins, der Außentemperatur und der Beschattung. Nur rund ein Drittel aller Sole-Wärmepumpen habe solche Flachkollektoren, schätzt Karl-Heinz Stawiarski vom Bundesverband Wärmepumpe.

Deutlich mehr Sondensysteme gibt es, die zweite Variante. Je nach Untergrund und Wärmebedarf werden ein bis zwei Löcher gebohrt, die bis zu 100 Meter tief in den Boden reichen, erklärt Wagnitz. Dort beträgt die Temperatur das ganze Jahr über stabil zehn Grad. Das Bohrverfahren richtet sich nach dem Untergrund. "Den Planern kommt dabei zu Hilfe, dass Deutschland, speziell Ostdeutschland, geologisch sehr gut erkundet ist", sagt Grimm. Allerdings müsse eine Sondenbohrung beim Wasserwirtschaftsamt und dem geologischen Dienst, unter Umständen auch noch beim Bergamt beantragt werden. Dafür seien die Kollektoren meist nicht anzeigepflichtig.

Mit der Erschließung der Erdwärme alleine ist es nicht getan. Um sie auf das Temperaturniveau anzuheben, welches für die Hausheizung benötigt wird, braucht die Wärmepumpe als Antriebsenergie Strom. Je geringer der Temperaturhub und damit die notwendige Antriebsenergie sind, umso effizienter ist die Anlage. "Das Maß für die Effizienz einer Wärmepumpe ist die Jahresarbeitszahl", erklärt Grimm. Sie beziffert die erzeugte Wärmemenge im Verhältnis zur eingesetzten elektrischen Energie. "Eine gute Zielgröße ist die Jahresarbeitszahl vier, das heißt vier Kilowattstunden Wärme entstehen aus einer Kilowattstunde Strom und drei Kilowattstunden kostenloser Erdwärme."

Für ein neu gebautes Einfamilienhaus mit 100 bis 120 Quadratmetern sei eine Wärmepumpe mit einer Leistung von acht Kilowattstunden Standard, sagt Stawiarski. Mit Flachkollektoren kostet diese 15 000 bis 20 000 Euro, mit einer Sonde 20 000 bis 22 000 Euro. Fördermittel der KfW-Förderbank, aus dem Marktanreizprogramm der Bundesregierung für erneuerbare Energien oder von regionalen Stellen gibt es.