Erdwärmebohrung: Ablauf, Kosten, Genehmigungen

Stefano Fonseca
Zuletzt aktualisiert: 13/03/2024
Kategorie: Wärmepumpe

Erdwärmesonden sind eine hocheffiziente erneuerbare Energiequelle zum Heizen von Einfamilienhäusern. Doch um diese geothermische Energie zu nutzen, müssen zuerst Erdwärmebohrungen durchgeführt werden. In diesem Leitfaden erfahren Sie alles zum Ablauf, die Voraussetzungen und Kosten einer Erdwärmebohrung.

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Was ist eine Erdwärmebohrung?

Eine Erdwärmebohrung ist ein Verfahren zur Gewinnung von erneuerbarer Energie aus der Erdwärme. Dabei wird in Tiefen von bis zu 100 Metern gebohrt, um Wärme aus dem Untergrund zu extrahieren. Dafür wird eine Erdwärmesonde in das Bohrloch eingeführt, die als geothermische Energiequelle für eine Erdwärmepumpe genutzt wird.

Erwärme Tiefenbohrung

Erdwärme Tiefenbohrung (eigene Aufnahme)

Voraussetzungen für die Bohrung für Erdwärmepumpen

Für eine Erdwärmebohrung müssen folgende Voraussetzungen erfüllt werden:

  1. Geologische Bedingungen: Im Vorfeld muss die Bodenbeschaffenheit genau untersucht werden, denn sie entscheidet über die Effizienz und Größe des Systems. Auch die Entzugsleistung hängt stark von ihr ab, da die Feuchtigkeit des Bodens die Wärmeleitfähigkeit beeinflusst. Zudem kann die Art des Gesteins die Ausführung der Erdwärmebohrung erschweren. Dafür werden meist kleinere Probebohrungen durchgeführt;
  2. Wärmebedarf: Der Wärmebedarf eines Gebäudes bestimmt die Tiefe und Anzahl der Erdwärmebohrungen. Es ist wichtig, eine Heizlastberechnung im Vorfeld zu erstellen und die Erdwärmesonden entsprechend zu berechnen;
  3. Grundstücksgröße: Zwischen der Sonde und dem Nachbargrundstück sollte ein Abstand von mindestens 5 Meter eingehalten werden. Eine Grundstücksfläche von mindestens 50 Quadratmeter wird empfohlen;
  4. Genehmigungen: Erdwärmebohrungen müssen bei den entsprechenden Behörden angezeigt und je nach Tiefe des Bohrlochs sogar genehmigt werden. Erdwärmebohrung sind zudem in Wasserschutzgebieten verboten.

Anders als bei anderen Wärmequellen, ist bei Erdwärmesonden eine Überdimensionierung durchaus sinnvoll, sofern es finanziell stemmbar ist. Dadurch kann das Erdreich sich effektiver regenerieren, wodurch die Jahresarbeitszahl und somit Effizienz der Erdwärmepumpe steigt.

Was kostet eine Erdwärmebohrung?

Eine Erdwärmebohrung kostet zwischen 3.000 und 7.000 €, was etwa 50 bis 100 € pro gebohrten Meter entspricht. Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus sind zwei bis drei Erdwärmebohrungen erforderlich. Die Gesamtkosten für die Bohrungen belaufen sich daher im Durchschnitt auf 9.000 bis 21.000 €.

Die Kosten einer Erdwärmebohrung umfassen die Durchführung der Tiefbohrung, den Einbau der Erdwärmesonde und das Verpressen des Bohrlochs. Diese Kosten variieren je nach Bodenbeschaffenheit und örtlichen Gegebenheiten. Bei der Planung werden die Kosten und der Aufwand für Erdarbeiten oft übersehen. Auch die Wasserableitung während der Bohrarbeiten sowie die Entsorgung von Bohrgut werden häufig außer Acht gelassen. Lassen Sie sich von Experten beraten, um genaue Angaben zu erhalten. Ein Fachbetrieb kann Ihnen einen Kostenvoranschlag und weitere Informationen zu Ihrem Projekt geben.

So läuft eine Erdwärmebohrung ab

Die Ausführung einer Erdwärmebohrung dauert mehrere Tage. Die wichtigsten Schritte sind:

  1. Baustelleneinrichtung: Bevor die Bohrarbeiten beginnen, muss die Bohrmaschine zur Baustelle transportiert werden. Dafür werden die Transportwege freigestellt. Zusätzlich sind alle sicherheitstechnischen Maßnahmen zu ergriffen, wie das Anbringen von Bauzäunen und Schildern, Sicherung der Baugrube oder die Einhaltung von Brandschutzvorschriften;
  2. Erdwärmesonde vorbereiten: Gleichzeitig zur Baustelleneinrichtung werden die Erdwärmesonde(n) geliefert. Sie kommen als vorgefertigte Komponenten auf der Baustelle an. Vor dem Einbau werden sie im Werk strengen Durchfluss- und Druckprüfungen unterzogen. Dies gewährleistet ihre Qualität und Zuverlässigkeit für den Einsatz. Trotzdem ist es mit Eintreffen der Erdwärmesonden wichtig, diese auf eventuelle Schäden zu überprüfen. Ist dies geschehen, kann die Erdwärmesonde auf die Abrollvorrichtung aufgesetzt oder ausgelegt werden. Bei Bedarf kann ein Sondengewicht oder eine Einführhilfe am Sondenfuß angebracht werden, um das spätere Abtauchen in das Bohrloch zu erleichtern;
  3. Durchführung der Erdwärmebohrung: Bei der Tiefbohrung werden Spül- und Hammerbohrverfahren eingesetzt. Die Bohrungen erreichen in der Regel eine Tiefe von 50 bis 100 Metern.
  4. Einlassen der Erdwärmesonde und Befallen des Bohrlochs: Vor der Einführung der Erdwärmesonde in das Bohrloch muss sie mit Wasser gefüllt werden. Pro Bohrloch wird eine Erdwärmesonde benötigt, die vier Soleleitungen enthält. Zwei dieser Leitungen bilden einen Vorlaufkreislauf, die beiden anderen einen Rücklaufkreislauf. Zunächst wird die Erdwärmesonde zusammen mit dem Verfüllrohr in das tiefe Bohrloch abgesenkt. Dann drückt das Verfüllrohr ein Bentonit-Zement-Gemisch von unten nach oben in das Bohrloch. Dieses Gemisch hat eine hohe Leitfähigkeit, sodass die Sonde die Erdwärme besser aufnehmen kann;
  5. Prüfung der Erdwärmebohrung: Nach dem Einbringen der Erdwärmesonde und der Befüllung des Ringraumers wird die Erdwärmebohrung einer Strömungs- und Druckprüfung unterzogen. Die mit Wasser gefüllte Sonde wird auf ihre Funktion geprüft und einer Druckprüfung unterzogen. Hier muss die Sonde mindestens 6 bar für 30 bis 60 Minuten standhalten. Dabei ist ein maximaler Druckabfall von 0,2 bar zulässig;
  6. Soleleitungen anschließen: Die Soleleitungen werden zu einem externen Sammelschacht geführt und an einen Vor- und Rücklaufverteiler angeschlossen. Im Inneren des Gebäudes sind ein Vorlauf- und ein Rücklaufkreislauf zum Technikraum installiert. In diesem Raum befindet sich die Erdwärmepumpe, die die Erdwärme für Heizung und Warmwasserbereitung nutzt;
  7. Inbetriebnahme: Anschließend werden die Rohrleitungen über ein offenes Gefäß gespült, um jegliche Luft zu entfernen. Danach wird die Erdwärmebohrung einer abschließenden Druckprüfung mit dem 1,5-fachen des Betriebsdrucks unterzogen. Nach bestandener Prüfung kann die Bohrung entfernt werden und der Erdwärmetauscher ist einsatzbereit;
  8. Vergraben der Soleleitungen: Nachdem alle Soleleitungen ordnungsgemäß angeschlossen wurden und die Inbetriebnahme erfolgreich abgeschlossen wurde, müssen alle Soleleitungen sowie der Sammelschacht vergraben werden.
Erdwärmepumpe Tiefenbohrung von Sonden

Erdbohrung von Sonden (eigene Aufnahme)

Bohrung für Erdwärmepumpen: So berechnen Sie die Tiefe

Für den Wärmepumpenbetrieb mit Erdwärmesonden ist die Kälteentnahme- oder Verdampferleistung entscheidend. Verschiedene Bodenarten beeinflussen die Entzugsleistung der Erdwärmesonde und somit die Anzahl und Tiefe der notwendigen Erdwärmebohrungen.

Detaillierte Angaben zur Dimensionierung, Einbringung und Installation einer Erdwärmesonde finden Sie in der VDI 4640 - Thermische Nutzung des Untergrunds. 

Zur groben Auslegung der Erdwärmesonde kann folgende Formel angewendet:

Erdsondenlänge = Kälteentzugsleistung in W / Entzugsleistung in W/m

Dabei wird die Heizlast durch die spezifische Entzugsleistung des Erdreichs geteilt. Hier gibt die VDI 4640 Richtwerte vor, wie:

Bodenartspezifische Entzugsleistung
Kies, Sand, trocken< 20 W/m
Kies, Sand, wasserführend55 – 65 W/m
Ton, Lehm, feucht30 – 40 W/m
Kalkstein (massiv)45 – 60 W/m
Sandstein55 – 65 W/m
saure Magmatite (z.B. Granit)55 – 70 W/m
basische Magmatite (z.B. Basalt)35 – 55 W/m
Gneis60 – 70 W/m

Wenn die Heizlastberechnung eine Heizlast von beispielsweise 10 Kilowatt ergibt und die Erdwärmebohrung in einem Boden aus Sandstein durchgeführt werden soll, ist ein Bohrloch von 150 bis 180 Metern notwendig.

Hinweis: Fehler bei Erdwärme-Systemen führen zu kostspieligen Problemen. Es ist entscheidend, dass ein professionelles Unternehmen  die Planungs- und Bauarbeiten mit Sorgfalt durchführt.

Wie tief wird gebohrt?

Die Tiefe einer Erdwärmebohrung beträgt zwischen 70 und 100 Meter. Bohrung über 100 Meter Tiefe müssen gemäß § 127 Abs. 1 Bundesberggesetz dem Landesbergamt angezeigt werden. Für diese benötigen Sie eine gesonderte Genehmigung. 

Erwärmebohrung

Wie groß muss der Abstand zum Haus sein?

Um die Gebäudestabilität zu gewährleisten, müssen die Erdwärmebohrungen eine Abstand von mindestens 2 Meter zum Haus einhalten. Werden mehrere Bohrungen eingebracht, ist bei Bohrlochtiefen unter 50 Metern ein Abstand von mindestens 5 Metern und bei Tiefen über 50 Metern ein Abstand von mindestens 6 Metern erforderlich. Informieren Sie sich zusätzlich über die regionalen Vorschriften, da diese oft variieren.

Bei der Verwendung von Erdwärmebohrungen zur Kühlung ist es am besten, sie möglichst offenzuhalten, um Störungen zu vermeiden. Es ist wichtig, die Fließrichtung des Grundwassers zu beachten, da  Kältefahnen andere Sonden beeinträchtigen können. Halten Sie einen Abstand von 70 cm zu anderen Versorgungsleitungen ein, und wenn das nicht möglich ist, stellen Sie sicher, dass sie zum Schutz gut isoliert  sind. 

Benötige ich eine Genehmigung für die Erdwärmebohrung?

Erdwärmebohrungen bis 100 Meter Tiefe sind nach Wasser-, Bergbau- und Lagerstättenrecht nur anzeigepflichtig. Eine bergrechtliche Genehmigung brauchen Sie nur für Bohrungen, die tiefer als 100 Meter sind. Ansonsten müssen Bohrungen lediglich beim staatlichen geologischen Institut angemeldet und eine wasserrechtliche Erlaubnis für die Nutzung einer Erdwärmesonde eingeholt werden.

Kann ich eine Erdwärmebohrung auch selbst durchführen?

Sie können Erdwärmebohrungen nicht selbst durchführen, da für Bohrungen zur Gewinnung von Erdwärme eine Zertifizierung nach DVGW W120 erforderlich ist. Die Unternehmen müssen sicherstellen, dass ihre Zertifizierung auf dem neuesten Stand ist, um die Anforderungen zu erfüllen.

Firma für Erdwärmebohrung finden: darauf sollten Sie achten

Bei der Auswahl einer Wärmepumpe mit Erdsonde ist es entscheidend, einen geeigneten Fachbetrieb zu finden. Suchen Sie nach Unternehmen, die nach dem DVGW-Arbeitsblatt W 120 oder W 120-2 zertifiziert sind. Diese Zertifizierung stellt sicher, dass das Unternehmen die Qualitätsanforderungen an Bauverpflichtung, Personalqualifikation, Ausstattung, Managementsystem und Schulung erfüllt. Mögliche Fördermittel werden nur nach Vorlage dieser Bescheinigung ausgezahlt. Eine Liste der zertifizierten Unternehmen finden Sie beim Bundesverband Geothermie und den jeweiligen Zertifizierungsstellen.

Alternativen zu einer Erdwärmebohrung

Wenn Sie über ein großes Grundstück verfügen, gibt es zu einer Erdwärmebohrung kostengünstige Alternativen wie Flächenkollektoren und Erdwärmekörbe. Weil diese Erdwärmetauscher die Oberflächen Geothermie nutzen, können Großteil der Grabungsarbeiten selbst durchgeführt werden. Zudem erfordern sie keine Genehmigung. Sollten Sie nicht über viel Grundstücksfläche verfügen und/oder keine Genehmigung für eine Erdwärmebohrung erhalten, dann ist eine Eisheizung eine Option. Sie ist das effizienteste, wenn auch kostenintensivste System der Wärmepumpenanlage.

Fazit 

Erdwärmesonden sind eine kostengünstige und umweltfreundliche Energiequelle. Sie ist jederzeit verfügbar und kann kostenlos zum Heizen und Kühlen Ihres Hauses genutzt werden. Zwar erfordern Erdwärmebohrungen ausführliche Planung und aufwändige Erdarbeiten, dafür sind sie sehr effizient, langlebig und wartungsarm.

Sollte die Erdwärmebohrung in Verbindung mit einer Erdwärmepumpe interessant für Sie sein, so lassen Sie sich von einem zertifizierten Fachunternehmen beraten.

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