Klimawandel 17.07.2023, 10:02 Uhr

Gefährdet Grundwasserknappheit Effizienz von Wärmepumpen?

Der sinkende Grundwasserspiegel stellt eine potenzielle Herausforderung für den Betrieb von Grundwasser-Wärmepumpen dar. Was bedeuten also die trockenen Jahre und der sinkende Pegel für Grundwasser-Wärmepumpen?

Grundwasserwärmepumpe

Grundwasser-Wärmepumpen im Trockenstress: Bedroht sinkender Pegel diese Heiztechnologie?

Da Grundwasser-Wärmepumpen das Grundwasser als Wärmequelle nutzen, um Heizung und Warmwasserbereitung zu unterstützen, ist ein ausreichender Grundwasserpegel von großer Bedeutung. Wenn der Grundwasserpegel zu niedrig ist, kann die Wärmepumpe möglicherweise nicht genügend Wärmeenergie aus dem Grundwasser gewinnen, um das Gebäude effektiv zu beheizen oder Warmwasser bereitzustellen.

Bereits im Mai hat die Süddeutsche Zeitung von einem Fall aus dem Landkreis Ebersberg berichtet, bei dem gerade das passiert ist. Der Grundwasserpegel ist in dieser Region teilweise auf den niedrigsten Stand seit 50 Jahren gefallen.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Safran Data Systems GmbH-Firmenlogo
Testingenieur / Certified Tester (m/w/d) Safran Data Systems GmbH
Bergisch Gladbach Zum Job 
Fraunhofer-Gesellschaft e.V.-Firmenlogo
Sachgebietsleiter*in Technisches Gebäudemanagement - Betrieb, Wartung & Weiterentwicklung Fraunhofer-Gesellschaft e.V.
München Zum Job 
SWM Services GmbH-Firmenlogo
Inbetriebsetzungsleiter*in für Verfahrenstechnik (m/w/d) SWM Services GmbH
München Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Commissioning Manager Control, Field and Automation Engineering (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Rhein-Sieg Netz GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Netzbetrieb Rhein-Sieg Netz GmbH
Siegburg Zum Job 
Röhm GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Elektrotechnik / Automatisierungstechnik / EMSR Röhm GmbH
Wesseling Zum Job 
Herrenknecht AG-Firmenlogo
Technischer Redakteur (m/w/d) Herrenknecht AG
Schwanau Zum Job 
Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieurin /Bauingenieur (m/w/d) Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes
Brunsbüttel Zum Job 
Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieurinnen / Bauingenieure (m/w/d) Fachrichtung konstruktiver Ingenieurbau Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes
Brunsbüttel, Rendsburg Zum Job 
BMI Deutschland GmbH-Firmenlogo
Sicherheitsfachkraft / Fachkraft für Arbeitssicherheit (m/w/d) BMI Deutschland GmbH
Dülmen Zum Job 
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO-Firmenlogo
Wissenschaftliche*r Referent*in der Institutsleiterin Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO
Stuttgart Zum Job 
Fachhochschule Dortmund-Firmenlogo
Vertretungsprofessur "Produktions- und Qualitätsmanagement"; Fachbereich Maschinenbau Fachhochschule Dortmund
Dortmund Zum Job 
BMI Deutschland GmbH-Firmenlogo
Sicherheitsfachkraft / Fachkraft für Arbeitssicherheit (m/w/d) BMI Deutschland GmbH
Dülmen, Heyrothsberge Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Techniker als Fachexperte für Vertragsmanagement, Ausschreibung, Vergabe & Abrechnung (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Krailling bei München Zum Job 
FUNKE Wärmeaustauscher Apparatebau GmbH-Firmenlogo
Verfahrensingenieur (m/w/d) im technischen Vertrieb Rohrbündelwärmeaustauscher FUNKE Wärmeaustauscher Apparatebau GmbH
Gronau (Leine) Zum Job 
KTR Systems GmbH-Firmenlogo
Berechnungsingenieur (m/w/d) KTR Systems GmbH
ONTRAS-Firmenlogo
Spezialist Strategische Technologie (m/w/d) ONTRAS
Leipzig Zum Job 
Verband der Automobilindustrie e. V. (VDA)-Firmenlogo
Geschäftsführer (m/w/d) VDA QMC in China Verband der Automobilindustrie e. V. (VDA)
Peking, Shanghai (China) Zum Job 
FH Münster-Firmenlogo
Professur für "Strömungstechnik" im Fachbereich Maschinenbau FH Münster
Münster Zum Job 
Technische Hochschule Rosenheim-Firmenlogo
Professorin / Professor (m/w/d) für Applied Embedded Computing Technische Hochschule Rosenheim
Rosenheim Zum Job 

Aufgrund des geringen Niederschlags in den vergangenen Monaten und dem daraus resultierenden drastischen Rückgang des Grundwasserpegels ist der Brunnen der Grundwasser-Wärmepumpe versiegt. Und es gab keine Möglichkeit, die Wärmepumpe weiterhin zu nutzen. Denn: Der Brunnen wurde diesem Medienbericht zufolge ursprünglich im Jahr 2009 auf eine Tiefe von 17 Metern gebohrt und später auf 20 Meter erweitert. Eine weitere Bohrung ist nun nicht mehr möglich.

Grundwasser in Deutschland

Grundwasser bezieht sich auf Wasser unterhalb der Bodenoberfläche, das durch Niederschläge, Schmelzwasser oder Versickerung in den Boden gelangt und in Bodenschichten sowie Gesteinsformationen gespeichert wird. Es dient als wesentliche Quelle für Trinkwasser und wird weltweit zur Bewässerung von Feldern und als Rohstoff in der Industrie genutzt. Der Zustand des Grundwassers ist daher von Bedeutung für eine Vielzahl von Aspekten. In den letzten Jahren wurden auch in Deutschland vermehrt Berichte über Grundwasserknappheit veröffentlicht. So hat z.B. der Landkreis Nordsachsen vor kurzem aufgrund der langanhaltenden Trockenheit ein Verbot für die Entnahme von Wasser aus Flüssen und Seen erlassen.

Wie ZDF berichtete, erreichte das Grundwasser an fast der Hälfte der ausgewerteten Messstellen in den Dürrejahren zwischen 2018 und 2021 den niedrigsten Stand seit 1990. Über den Zeitraum von 32 Jahren betrachtet ist der Grundwasserstand insgesamt mehr gesunken als gestiegen.

Grundwasserpegel und Effizienz einer Grundwasser-Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe nutzt die vorhandene Wärme in der Umwelt, sei es aus der Außenluft, dem Erdboden oder dem Grundwasser, und wandelt sie in nutzbare Wärme für Heizung und Warmwasser um. Im Gegensatz zu Öl- und Gasheizungen basiert diese Technologie nicht auf Verbrennung, wodurch sie als umweltfreundliche Alternative gilt. Sie nutzt die Energie aus dem Grundwasser, um Wärme zu erzeugen. Ähnlich wie bei anderen Wärmepumpen sind Bohrungen erforderlich, über die das Grundwasser nach oben gepumpt wird. Nachdem die Wärme entzogen wurde, wird das abgekühlte Grundwasser wieder zurückgeleitet.

Grundwasser-Wärmepumpen funktionieren über einen Saugbrunnen, der das Grundwasser, das eine relativ konstante Temperatur von sieben bis zwölf Grad aufweist, nach oben befördert. Dort wird dem Wasser die Wärme entzogen, die dann für Heizzwecke genutzt wird. Anschließend wird das abgekühlte Wasser über einen Sickerbrunnen zurück in den Untergrund geleitet. Die Voraussetzung für die Funktionsweise dieser Heiztechnik ist natürlich, dass der Saugbrunnen Zugang zum Grundwasser hat.

Deshalb kann der Grundwasserpegel die Leistungsfähigkeit und Effizienz einer Grundwasser-Wärmepumpe beeinflussen. Wenn der Grundwasserpegel zu niedrig ist, kann die Wärmepumpe möglicherweise nicht ausreichend Wärmeenergie aus dem Grundwasser gewinnen, um das Gebäude effektiv zu heizen oder Warmwasser zu erzeugen. Dies kann zu einer verminderten Effizienz oder sogar zu einem Ausfall der Wärmepumpe führen, wie es im von der SZ beschriebenen Fall passierte.

Anforderungen an das Grundwasser

Um den Betrieb einer Grundwasser-Wärmepumpe zu ermöglichen, müssen bestimmte Anforderungen an das Grundwasser erfüllt sein. Dazu zählen beispielsweise ausreichende Verfügbarkeit, geeignete Tiefenlage und hohe Wasserqualität. Hausbesitzer können Informationen darüber erhalten, indem sie einen Auszug aus dem Grundwasserkataster einholen und eine Gewässerprobe entnehmen lassen. Da die Ergebnisse erheblichen Einfluss auf die Planung und Dimensionierung der Anlage haben, sollten solche Anfragen rechtzeitig gestellt werden.

Mit anderen Worten: Die Tauglichkeit von Grundwasser-Wärmepumpen ist u.a. von der zukünftigen Verfügbarkeit des Grundwassers abhängig und somit auch vom jeweiligen Standort. Der Klimawandel führt zu einer Zunahme von aufeinanderfolgenden trockenen Jahren, was keine positiven Aussichten für die Grundwasserpegel bedeutet. Gleichzeitig kann es jedoch lokal zu einer erhöhten Niederschlagsmenge oder Schneeschmelze kommen.

Ein Beitrag von:

  • Alexandra Ilina

    Redakteurin beim VDI-Verlag. Nach einem Journalistik-Studium an der TU-Dortmund und Volontariat ist sie seit mehreren Jahren als Social Media Managerin, Redakteurin und Buchautorin unterwegs.  Sie schreibt über Karriere und Technik.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.