Geothermie – Wie funktioniert das Heizen mit Erdwärme?


Mit dem Begriff Geothermie wird im Allgemeinen die Wärmeenergie des Erdreiches bezeichnet. Diese in Deutschland noch wenig beachtete Energiequelle könnte aufgrund ihrer guten Umweltbilanz in Zukunft jedoch immer wichtiger werden. Aber wie gewinnt man geothermische Energie überhaupt? Und lohnt sich das Heizen mit Erdwärme? Wir haben die Antworten.

Vaillant flexoTherm im Hauswirtschaftsraum neben der Tür
Quelle: Vaillant

Diese Themen erwarten Sie:

Geothermie: Was ist das überhaupt?

Als Geothermie oder Erdwärme wird die im oberflächennahen Teil der Erdkruste gespeicherte Wärmeenergie bezeichnet. Diese Wärmeenergie ist das Resultat von radioaktiven Zerfallsprozessen, die im Erdkern ablaufen. Das Potenzial an thermischer Energie steigt dabei mit zunehmender Nähe zum Erdkern; Schätzungen zufolge liegt die Temperatur im Erdkern bei fast 7.000 Grad Celsius. Da geothermische Energie nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich ist, spricht man bei Erdwärme auch von einer regenerativen Energiequelle.

Das geothermische Potenzial in Deutschland

Die Geothermie steht in Deutschland noch relativ am Anfang, das Potenzial ist jedoch enorm. So geht beispielsweise das Fraunhofer-Institut davon aus, dass der deutsche Wärmebedarf – zumindest in der Theorie – in Zukunft zu knapp 25 % aus Erdwärme gedeckt werden könnte. Andere Institutionen, wie etwa der Thinktank Agora-Energiewende, rechnen mit einem Wachstum von bis zu 1.000 % bei geothermischer Wärmeenergie innerhalb der nächsten zehn Jahre. 

Wie kann Erdwärme “gewonnen” werden?

Geothermische Energie kann mithilfe verschiedener Methoden gewonnen werden. Welche Methode genau zum Einsatz kommt, hängt von der Tiefe ab, aus welcher die Energie gewonnen werden soll. Dieser Artikel fokussiert sich jedoch nur auf die Gewinnung geothermischer Energie für den privaten Gebrauch, wo die Grenze bei einer Tiefe von ca. 100 Metern liegt. In diesem Bereich gibt es drei verschiedene Möglichkeiten:

  • Erdwärmesonden: Sonden werden zur Erschließung der sogenannten Tiefenwärme genutzt. Dazu werden Bohrungen mit bis zu 100 Metern Tiefe vorgenommen. Erdsonden haben den Vorteil, dass sie unabhängig von der Tages- und Jahreszeit immer denselben Wirkungsgrad erzielen und besonders effizient arbeiten. Allerdings sind bei dieser Methode sowohl ein Bodengutachten als auch eine Genehmigung erforderlich. 
  • Erdwärmekollektoren: Erdwärmekollektoren erschließen die oberflächennahe Erdwärme in ein bis zwei Metern Tiefe. Da die Temperaturen hier sowohl niedriger als auch weniger konstant sind, werden Kollektoren deutlich großflächiger verlegt. Je nach Speichereigenschaft des Erdbodens benötigen Erdwärmekollektoren nämlich eine Fläche von 100 bis 300 Quadratmeter.
  • Erdwärmekörbe: Bei Erdwärmekörben handelt es sich um eine Sonderform der Erdwärmekollektoren. In diesem Fall werden statt eines horizontalen Rohrsystems mehrere spiralförmige Körbe in drei bis vier Meter Bodentiefe eingelassen. Das hat den Vorteil, dass deutlich weniger Fläche zur Wärmegewinnung benötigt wird.
Schaubild Erdwärmepumpe mit Erdsonde
Erdwärmepumpe mit Erdsonde
Erdwärmepumpe mit Flächenkollektor
Erdwärmepumpe mit Flächenkollektor

Die Erdwärmepumpe: Heizen mit Geothermie

Mit einer Erdwärmepumpe können auch private Haushalte von der Wärme des Erdreichs profitieren. Dazu wandelt das moderne Heizsystem die geothermische Energie, die mithilfe von Sonden oder Kollektoren an die Oberfläche gebracht wurde, in nutzbare Wärmeenergie um. Wie das genau funktioniert, erklären wir in diesem Video:

Erdwärmepumpen arbeiten sehr effizient und erzielen das gesamte Jahr über hohe Wirkungsgrade. Das macht sie zu einem Heizsystem, was sich gerade jetzt in Zeiten rasant steigender Gaspreise immer größerer Beliebtheit erfreut. Hausbesitzer*innen sollten vor der Anschaffung einer Erdwärmepumpe jedoch bedenken, dass die Installation mit großem Aufwand verbunden ist. Bevor überhaupt mit den Bohrungen begonnen werden kann, müssen Interessenten erst einmal Anträge bei den lokalen Behörden einreichen. Wird diesen stattgegeben, stehen im nächsten Schritt entweder eine kostspielige Bohrung oder aber aufwändige Erdarbeiten an.

Auf die Kosten kommt es an

Der hohe Installationsaufwand führt außerdem dazu, dass die Anschaffung einer Erdwärmepumpe schnell sehr kostspielig werden kann. Wird die Erdwärme über Sonden gewonnen, können die gesamten Kosten schnell auf bis zu 40.000 € steigen. Bei einer Erdwärmepumpe mit Kollektoren sind die Kosten etwas geringer, um die 30.000 € sollten Sie trotzdem mindestens einplanen. An dieser Stelle soll allerdings erwähnt sein, dass der Staat den Kauf aller Wärmepumpen fördert. Die Förderung beläuft sich dabei auf 25 % (Luft) beziehungsweise 30 % (Erdwärme und Grundwasser) der Investitionskosten, beim Austausch einer Ölheizung gibt es sogar noch einmal 10 % obendrauf.

Welche Alternativen zur Geothermie gibt es?

Wenn Sie regenerativ heizen möchten, Ihnen die Kosten oder der Aufwand bei einer Erdwärmepumpe jedoch zu hoch sind, bietet sich die Luft-Wasser-Wärmepumpe bestens als Alternative an. Diese funktioniert vom Prinzip her ähnlich wie ihr geothermisches Pendant, allerdings wandelt sie die Energie der Umgebungsluft in nutzbare Wärmeenergie um. Im Vergleich zum Heizen mit Erdwärme ist dieses Verfahren etwas weniger effizient, dafür aber deutlich kostengünstiger und weniger aufwändig in der Installation. Gut zu wissen: In beiden Fällen ist ein ausreichend hoher Dämmstandard des Hauses eine wichtige Grundvoraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb der Heizungsanlage.

Die Vor- und Nachteile von Geothermie

Aus ökologischer sowie energetischer Perspektive spricht vieles dafür, auf eine geothermische Heizung wie die Erdwärmepumpe umzusteigen. Insbesondere in Kombination mit Sonden, die die Wärme tieferer Erdschichten erschließen, arbeitet diese alternative Heizung effizient und umweltschonend. Zudem fallen durch den konstant hohen Wirkungsgrad selbst im Winter nur geringe Betriebskosten an.

Es gibt da nur einen großen Haken: Die Erschließung geothermischer Energie ist mit einem hohen Aufwand und dem zufolge auch mit hohen Kosten verbunden. Konkret müssen Hausbesitzer*innen, die sich für eine Erdwärmepumpe interessieren, mit bis zu 40.000 € Investitionskosten rechnen. So weit kommen manche Interessenten jedoch gar nicht erst, da einer Bohrung auf ihrem Grundstück durch die zuständigen Behörden von vornherein nicht stattgegeben wurde. 

Fazit: Für wen lohnt sich das Heizen mit Geothermie?

Eines ist klar: Deutschland muss so schnell wie möglich von alten Öl- und Gasheizungen auf erneuerbare Alternativen umsteigen. Heizungen, die mit Erdwärme heizen, sind hier eine durchaus sinnvolle Option. Schließlich können Hausbesitzer*innen mit geothermischer Energie quasi das gesamte Jahr über effizient, kostengünstig und sicher heizen. Das Problem ist nur, dass die Erschließung geothermischer Quellen zumeist mit hohen Kosten und langwierigen bürokratischen Prozessen verbunden ist. Wenn diese beiden Punkte für Sie kein zu großes Hindernis darstellen, ist eine Erdwärmepumpe eine gute Wahl für die Zukunft.

Für alle, die mit weniger Kosten und einem geringeren Aufwand, aber trotzdem regenerativ heizen möchten, empfiehlt sich die Anschaffung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Dieses alternative Heizsystem ist schon heute in fast jedem zweiten Neubau zu finden und erfreut sich auch bei der Umrüstung im Altbau wachsender Beliebtheit. Das liegt – neben dem Aspekt der Nachhaltigkeit – vor allem an der unkomplizierten Installation und dem kostengünstigen sowie wartungsarmen Betrieb. 

Eigene Wärmepumpe planen und nachhaltig heizen

Das könnte Sie auch interessieren