Heizen mit Erdwärme – lohnt sich das?
In absehbarer Zeit werden Gas- und Ölheizungen wegfallen, Alternativen sind derzeit sehr gefragt. Eine davon ist das Heizen mit Erdwärme, mit der wir uns in diesem Ratgeber näher beschäftigen möchten.
Das Heizen mit Erdwärme ist eine Alternative zur Gas- oder Ölheizung.
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Das Erdreich bietet als Wärmequelle wie die Sonne ein nahezu unerschöpfliches Reservoir. Allein der flüssige Kern der Erde ist zwischen 5.000 und 7.000 Grad Celsius heiß. Hinzu kommen noch Gase und Flüssigkeiten, die in den verschiedenen Erdschichten zirkulieren und an die Oberfläche gelangen. Diese umweltschonende Wärme lässt sich zum Heizen nutzen. Doch lohnt sich das überhaupt? Welche Kosten sind zu erwarten? Welche verschiedenen Arten von Geothermie gibt es? Hier kommen die wichtigsten Antworten rund um das Thema „Heizen mit Erdwärme“.
Was ist Erdwärme?
Je tiefer man in die Erde bohrt, desto wärmer wird es. In Mitteleuropa steigt die Temperatur pro 100 Meter Tiefe um etwa 3 Grad Celsius. Wenn es um Erdwärme geht, unterscheidet man zwischen oberflächennaher und tiefer Geothermie. Die tiefe Geothermie eignet sich eher, um ganze Ortschaften oder Stadtteile mit Wärme zu versorgen. In diesem Fall erfolgen die Bohrungen in der Regel in Tiefen jenseits der 400 Meter. Das ist einerseits recht kostspielig und andererseits technisch aufwändig. Genutzt werden die in den Tiefen vorhandenen Thermalwässer oder das Potential des Tiefengesteins. Tiefengeothermie lohnt sich deshalb am ehesten, wenn man möglichst viele Häuser an eine solche Wärmelösung anschließt.
Bei der oberflächennahen Geothermie bleiben die Bohrungen in der Regel in Tiefen zwischen 80 und 400 Metern. Die Wärme lässt sich entweder über sogenannte Erdwärmekollektoren oder über Erdwärmesonden nutzen. Die Kollektoren sind praktisch wie eine große Fußbodenheizung, die in der Erde liegt. Hinsichtlich der Fläche müssen Sie dabei mit ungefähr dem Eineinhalbfachen der Heizfläche rechnen. Wenn Sie also 150 Quadratmeter beheizen möchten, müssen Sie mit 225 Quadratmetern Kollektorfläche planen.
Wichtig: Oberhalb der Kollektoren dürfen Sie die Fläche weder bebauen, asphaltieren oder versiegeln. Der Boden muss sowohl die Sonnenstrahlen als auch das Regenwasser aufnehmen können. Beide helfen dabei, das Energiereservoir des Bodens wieder aufzufüllen. Das durch die Kollektoren fließende Wasser wird dann durch das Erdreich erwärmt und gelangt mit einer relativ konstanten Temperatur in Richtung Heizsystem. Auch durch Erdwärmesonden fließt Wasser. Sie liegen in der Regel zwischen 80 und 100 Metern tief in der Erde, wenn Sie ein modernes Einfamilienhaus beheizen möchten.
Wie funktioniert Erdwärme als Heizquelle?
Sowohl die Kollektor- als auch die Sondenlösung funktioniert in Kombination mit einer Wärmepumpe. Insgesamt ist das System vergleichbar mit einem Kühlschrank, nur dass es hier umgekehrt funktioniert: Eine Erdwärmeheizung entzieht dem Boden die Wärme, die dann im Haus zum Heizen und zur Warmwasserbereitung verwendet werden kann. Die Wärmepumpe benötigt zusätzlich Strom, damit sie das vorgewärmte Wasser aus dem Erdreich auf die im Haus benötigten Temperaturen aufheizen kann.
Neben diesen beiden Möglichkeiten, Geothermie zu nutzen, gibt es noch einige weitere Sonderformen. Für sie sind besondere Voraussetzungen nötig, die nur selten gegeben oder technisch derart aufwändig sind, dass sich solche Lösungen nur ausnahmsweise lohnen. Dazu gehören zum Beispiel die Nutzung von Grubenwässern, sogenannte Bergbaufolgenutzungen oder auch petrothermale Nutzungen, bei denen Gestein in 4.000 bis 5.000 Metern Tiefe über bestimmte Verfahren aufgebrochen wird, damit Wasser durch die Zerklüftungen und Risse zirkulieren und sich erwärmen kann.
Welche Vor- und Nachteile hat das Heizen mit Erdwärme im Vergleich zu anderen Heizmethoden?
Erdwärme ist grundsätzlich eine effiziente Art der Energieversorgung. Sie steht das ganze Jahr über gleichmäßig zur Verfügung und ist zudem umweltschonend. Mit Erdwärme haben Hauseigentümerinnen und Hauseigentümer die Energiequelle auf dem eigenen Grundstück, ohne dass fossile Brennstoffe zum Einsatz kommen oder man im Haus Platz bereithalten muss, wie beispielsweise für Pelletheizungen. Erdwärme ist zuverlässig, preisstabil und nahezu überall möglich. Insgesamt bietet das System eine Menge Vorteile.
Im Vergleich zu anderen Heizmethoden ist die Erdwärme jedoch eine recht kostspielige Lösung, was hauptsächlich an den Bohrungen liegt. Da dieses System technisch anspruchsvoll ist, sollte es möglichst von einem Fachunternehmen geplant und installiert werden.
Wie hoch sind die Kosten für die Installation eines Erdwärmesystems?
Das Teuerste an einem Erdwärmesystem sind die Bohrungen. Insgesamt müssen Sie mit Kosten bei einer Erdwärmepumpe zwischen 8.000 und 15.000 Euro rechnen. Die Flächenkollektoren kommen mit 3.000 bis 5.000 Euro noch hinzu. Erdsonden, die tiefer in die Erde installiert werden, sind teurer als die Kollektoren. Sie liegen bei 8.000 bis 10.000 Euro.
Neben den Erschließungs- und Installationskosten müssen Sie noch jährliche Betriebs- und Wartungskosten einkalkulieren. Die Wärmepumpe benötigt Strom, damit sie das Wasser aus der Erde auf die gewünschte Temperatur für das Haus bringt. Dafür fallen zwischen 700 und 900 Euro pro Jahr an, falls Sie keine Photovoltaik-Anlage haben, die Ihnen den Strom kostenlos liefert. Wie bei jeder anderen Heizung auch, sollten Sie bei einer Erdwärmelösung ebenfalls eine jährliche Wartung durch einen Fachbetrieb mit einplanen. Dafür sollten Sie mit Kosten zwischen 150 und 200 Euro rechnen.
Wie wird die Eignung des eigenen Grundstücks für ein Erdwärmesystem überprüft? Welche Genehmigungen und rechtlichen Vorschriften sind erforderlich?
Ob sich Ihr Grundstück für ein Erdwärmesystem eignet, lässt sich in den meisten Bundesländern über allgemein zugängliche Online-Portale erfragen. Dafür geben Sie Ihre Adresse ein und erhalten eine erste geothermische Bewertung. Für weitere Planungen sollten Sie dann eine Fachfirma hinzuziehen.
Am besten informieren Sie sich beim örtlichen Bauamt und bei der Unteren Wasserbehörde, ob es für Ihr Grundstück besondere Auflagen hinsichtlich der Nutzung von Erdwärme gibt. Liegt es zum Beispiel in einem Wasserschutzgebiet, muss die Untere Wasserbehörde Erdwärmesonden und -brunnen genehmigen. Fachunternehmen sind Ihnen dabei behilflich. Sobald Sie die tiefe Geothermie nutzen wollen, müssen Sie auf jeden Fall eine Genehmigung nach Bergbaurecht einholen. Zudem gilt hier das Wasserrecht, das Bergrecht und das Lagerstättenrecht.
Wie wird ein Erdwärmesystem richtig dimensioniert und welche Faktoren beeinflussen die Leistung?
Damit eine Erdwärmepumpe optimal arbeiten kann, muss man den Wärmebedarf des Hauses sehr genau kennen. Um diesen zu berechnen, werden nicht nur geografische Lage, sondern auch Fensteranzahl, -größe, Wärmedämmwert der Wände und des Daches berücksichtigt. Wenn auch die Warmwasseraufbereitung über dieses System läuft, rechnet man zusätzlich mit einem Durchschnittswert von 20 Prozent.
Ein Beispiel: In Ihrem Haus soll eine Fläche von 120 Quadratmetern beheizt werden. Multiplizieren Sie diesen Wert mit 100 Wh/m2, denn dies steht für den jährlichen Wärmeverlust, den Sie berücksichtigen müssen. Das bedeutet: 12.000 kWh plus 2.400 kWh (20 Prozent für die Warmwasserbereitung) ergibt 14.400 kWh. Auf die Wärmepumpe übertragen, muss diese eine Leistung von 14 kW für den errechneten Wärmebedarf erbringen.
Damit eine solche Wärmepumpe auch noch die gewünschte Leistung erbringt, wenn es längere Zeit draußen extrem kalt ist, kann es sein, dass sie etwas größer dimensioniert werden muss. Das sollte man sich allerdings gut überlegen, da damit auch höhere Investitions- und Betriebskosten einhergehen.
Welche Komponenten umfasst ein typisches Erdwärmesystem und wie funktionieren sie zusammen?
Ein Erdwärmesystem besteht aus einer Wärmepumpe, einem Warmwasserspeicher und einer Flächenheizung, zum Beispiel einer Fußbodenheizung. Um die Wärmequelle aus dem Boden zu nutzen, kommen entweder Kollektoren oder Sonden zum Einsatz.
Durch die Kollektoren oder Sonden fließt Wasser, das im Erdreich erwärmt wird. An die Oberfläche gepumpt, läuft es dann durch die Wärmepumpe. Sie nutzt ein Kältemittel zur Verdichtung und schafft es damit, die Temperatur von zum Beispiel rund 10 Grad auf über 60 Grad anzuheben. Anschließend kann die Wärme im Haus verwendet werden.
Wie hoch ist die Lebensdauer eines Erdwärmesystems und wie lange dauert die Amortisation der Investitionskosten?
Die Lebensdauer der einzelnen Komponenten eines Erdwärmesystems ist recht unterschiedlich. Erdsonden werden bei fachgerechter Ausführung mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von bis zu 100 Jahren angegeben. Dieses Bauteil ist nahezu wartungsfrei. Bei Installationskosten zwischen 12.000 und 15.000 Euro rechnet sich das in Anbetracht der langen Lebensdauer relativ schnell.
Die Lebensdauer einer Wärmepumpe wird mit mehr als 20 Jahren angegeben. Wie lange sie tatsächlich hält, hängt hauptsächlich vom Kompressor ab. Da es sich hierbei um eine sehr langlebige Komponente handelt, können Sie davon ausgehen, dass Ihre Wärmepumpe auch mehr als 25 Jahre funktioniert. Für einen besseren Vergleich orientieren Sie sich an den Betriebsstunden, da diese von den Herstellern genutzt und angegeben werden. Recherchiert man diese Angabe, finden sich für aktuelle Wärmepumpen-Modelle durchaus 70.000 und 80.000 Stunden. Diese Betriebsstunden entsprechen umgerechnet mehr als 30 Jahren.
Die Amortisation ist von Fall zu Fall unterschiedlich. Sie hängt von der Höhe der Investitionskosten ab und zum Beispiel auch davon, ob Sie den Strom für die Wärmepumpe von Ihrem Energieversorger beziehen oder mit einer eigenen Photovoltaik-Anlage selbst produzieren, damit keine Kosten dafür anfallen. Als grobe Orientierung geben einige Hersteller einen Zeitraum zwischen 10 und 15 Jahren an, andere 7 bis 8 Jahre. Das kann der Fachbetrieb im Rahmen der genauen Planung individuell für Sie berechnen.
Welche Möglichkeiten gibt es, ein Erdwärmesystem mit anderen Heiz- und Kühlsystemen zu kombinieren?
Wärmepumpen lassen sich durchaus mit anderen Systemen kombinieren. Dazu zählen zum Beispiel Gas-, Öl- und Holzheizungen, Solarthermie- sowie Photovoltaik-Anlagen. Bei einer Kombination spricht man dann von einem sogenannten hybriden System.
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