Menü und Suche

Geothermie

Erdwärme (Geothermie) kann für die Gewinnung von Strom, Wärme und Kälteenergie nutzbar gemacht werden. Je größer die Tiefe, desto höher ist der Einfluss des Wärmestroms aus dem Erdinneren: Pro 100 Meter steigt die Temperatur um zirka 3 Grad Celsius an. Eine oberflächennahe Nutzung dieser Wärme erfolgt bis in eine Tiefe von 400 Metern, ab dann beginnt der Bereich der Tiefengeothermie.

In den ersten Metern unter der Erdoberfläche sind die Temperaturen in unseren Breiten mit ganzjährig etwa 10 bis 12 Grad Celsius noch gering. Sie reichen aber schon für klimafreundliche Heizungen: Erdwärmekollektoren und Erdwärmesonden.

 (© Agentur für Erneuerbare Energien)
(© Agentur für Erneuerbare Energien)

Erdwärmekollektoren sind ein flaches, in etwa einem bis zwei Meter Tiefe verlegtes Rohrleitungssystem, in dem ein Wärmetransportmedium zirkuliert. Dieses nimmt die Erdwärme auf und gibt es an den Heizungskreislauf im Gebäude ab.

Bohrung zum Einsatz einer Erdwärmesonde (© Matthias Ruhbaum / PIXELIO)
Bohrung zum Einsatz einer Erdwärmesonde
(© Matthias Ruhbaum / PIXELIO)

Erdwärmesonden reichen etwa 100 Meter tief in den Untergrund und sammeln dort über ein Leitungssystem die Heizenergie. Um Erdwärmesonden einsetzen zu können, ist zunächst eine Bohrung nötig. Die Bohrlöcher haben einen Durchmesser von ca. 14 bis 16 cm.

Im Zentrum der Erdwärme: Die Wärmepumpe

Obgleich die Temperaturen im Erdreich relativ gering sind, können sie mittels Wärmepumpen genutzt werden. Das Prinzip: Sie arbeiten wie ein umgekehrter Kühlschrank. Ein Wärme aufnehmendes Gas durchströmt den Rohrkreislauf. Die Pumpe verdichtet es stark und bringt es so auf ein höheres Energieniveau. Wie bei einer Fahrradpumpe steigt dadurch die Temperatur im Wärmepumpenkreislauf. Sobald das Gas abkühlt, wird es flüssig und überträgt dabei die gesammelte Energie als Wärme an ein passendes Heizsystem. Sinkt der Druck im Sammel- und Wärmepumpenkreislauf, wird die Flüssigkeit wieder gasförmig, strömt zurück in das Sammelsystem und nimmt neue Erdwärme auf.

Aus einer Kilowattstunde Strom für die Wärmepumpe lassen sich etwa 2,5 bis 5 Kilowattstunden Heizungsenergie gewinnen (sog. Jahresarbeitszahl). Hinsichtlich ihres Wirkungsgrades liegen die Luft-Wasser Wärmepumpen im unteren Bereich. Bessere Wirkungsgrade erzielen Sole-Wasser Wärmepumpen (mit Erdsonde oder Flächenkollektor) oder Wasser-Wasser Wärmepumpen (mit Schluckbrunnen). Unabhängig vom technischen Wirkungsgrad ist eine mit grünem Strom betriebene Wärmepumpe die klimafreundlichste Variante.

Sehr wichtig für den wirtschaftlichen Betrieb von Wärmepumpenanlagen ist die richtige Dimensionierung der Erdwärmesonde. Je nach Beschaffenheit des Untergrundes ist die Leitfähigkeit der anstehenden Bodenschichten verschieden. Besonders gut sind kiesig-sandige Böden, die im Grundwasser liegen. Weniger gut eignen sich eher tonig-bindige Böden. Lassen Sie sich die richtige Dimensionierung der Erdwärmesonde bzw. Heizleistung der Anlage durch eine/-n Spezialisten/-in nachweisen. Bei schlechter Planung wird die Wärmepumpe sonst zum „Stromfresser“.

Auf den Wärmebedarf des Gebäudes und die Heizkörper kommt es an

Um Wärmepumpen effizient einsetzen zu können, benötigen Sie Flächenheizungen wie Fußboden- oder Wandheizungen, da diese mit geringeren Vorlauftemperaturen im Heizungskreislauf auskommen. Zudem sollte das Haus gedämmt sein und einen geringen Wärmebedarf aufweisen. Insbesondere für Neubauten stellt Erdwärme eine interessante Wärmeversorgung dar. Bei einer Kombination der Wärmepumpe mit thermischen Solarkollektoren können Sie die Wärmepumpe in den warmen Monaten ganz abschalten und sparen zusätzlich Strom.

Geothermie in Braunschweig

Seit 2005 wird auch im Stadtgebiet Braunschweig die Erdwärme vermehrt genutzt. Bis zum Jahr 2013 wurden über 180 Erdwärmesonden - überwiegend für Einfamilienhäuser - bei der unteren Wasserbehörde der Stadt Braunschweig beantragt und errichtet. Grundsätzlich werden Erdwärmesonden im Stadtgebiet genehmigt. Die Antragstellung wird in der Regel von den Heizungsbaufirmen oder Bohrunternehmen übernommen. Besondere Anforderungen an die Antragstellung werden für das Wasserschutzgebiet Bienroder Weg verlangt. In der Zone IIIA ist vorab ein Hydrogeologisches Gutachten durch ein Fachbüro zu erstellen. Des Weiteren muss die Errichtung der Erdwärmesonde von einem Fachbüro begleitet werden. In den Zonen I und II der Wasserschutzgebiete werden Erdwärmesonden nicht genehmigt.

Tipps: