Geothermie-Heizung: Funktion, Kosten, Vor- und Nachteile

Die Geothermie bietet aufgrund der konstanten Temperaturen des Erdreichs eine hocheffiziente Wärmequelle. In diesem Artikel erfahren Sie alles Wichtige über die Technik, die Kosten und die Vor- und Nachteile der Geothermie-Heizung.

Was ist Geothermie?

Geothermie ist die in der Erde gespeicherte Wärmeenergie, die als natürliche Wärmequelle genutzt werden kann. Diese Erdwärme entsteht durch radioaktive Zerfallsprozesse im Erdinneren und steigt bis in tiefere und mittlere Bodenschichten auf. In 10 bis 400 Metern Tiefe herrschen ganzjährig konstante Temperaturen zwischen 10 und 15 °C. 

Diese Energie kann über moderne Systeme zum Heizen von Gebäuden genutzt werden. Möglich ist das zum Beispiel durch eine Erdwärme-Tiefenbohrung oder über oberflächennahe Geothermie mit Flächen- oder Grabenkollektoren.

Wie funktioniert Geothermie zum Heizen? 

Geothermie zum Heizen funktioniert mithilfe einer Erdwärmepumpe (Geothermie-Heizung) und eines Erdwärmetauschers. Eine Sole zirkuliert durch unterirdische Leitungen und nimmt die konstante Wärme des Erdreichs auf. Diese Wärme wird in der Wärmepumpe mithilfe eines Kältemittels und eines Verdichters auf ein höheres Temperaturniveau gebracht und anschließend zum Heizen des Gebäudes genutzt.

Dabei gibt es zwei Möglichkeiten:

• Bei der oberflächennahen Geothermie verlaufen Flächen- oder Grabenkollektoren in etwa 1,2 bis 1,5 Metern Tiefe horizontal im Erdreich. Sie benötigen viel Platz, da die Kollektorfläche etwa das Zwei- bis Dreifache der zu beheizenden Wohnfläche betragen muss. Dafür sind sie genehmigungsfrei und kostengünstiger.
• Die tiefe Geothermie nutzt Erdsonden, die senkrecht bis zu 100 Meter gebohrt werden. Diese Variante ist platzsparender und liefert auch bei schwierigen Bodenverhältnissen zuverlässig Wärme. Für die Bohrung ist jedoch eine Genehmigung erforderlich und die Investitionskosten sind höher.

Was kostet eine Geothermie-Heizung?

Eine Geothermie-Heizung kostet im Altbau zwischen 22.000 und 48.000 €. Bei Flächenkollektoren liegen die Gesamtkosten zwischen 22.000 und 36.000 €. Erdwärmesonden verursachen höhere Bohrkosten, eignen sich aber auch für kleine Grundstücke. Hier liegen die Gesamtkosten zwischen 28.000 und 48.000 €.

Die jährlichen Betriebskosten einer Geothermie-Heizung im Altbau liegen bei 1.200 bis 1.700 €. Darin enthalten sind Stromkosten von rund 1.000 bis 1.500 € sowie 200 € für die Wartung. Wird die passive Kühlfunktion im Sommer genutzt, kommen zusätzliche Stromkosten von rund 100 bis 200 € hinzu. 

Im Vergleich zur Luftwärmepumpe sind die laufenden Kosten bei Geothermie geringer, da die Energiequelle besonders konstant und effizient ist.

Gibt es Förderungen?

Geothermie-Heizungen mit Sole-Wasser-Wärmepumpe werden im Altbau durch das KfW-Programm 458 gefördert. Sie können Zuschüsse von bis zu 70% der förderfähigen Kosten erhalten. Für Einfamilienhäuser werden maximal 30.000 € anrechenbare Kosten berücksichtigt. Die Förderung setzt sich aus einer Basisförderung von 30% sowie möglichen Boni zusammen: 5% Effizienzbonus für natürliche Kältemittel, 20% Klimageschwindigkeitsbonus und bis zu 30% Einkommensbonus. 

Wichtig: Sie müssen den Förderantrag vor Abschluss eines Liefer- oder Leistungsvertrags stellen.

Welche Arten zur Erschließung der Erdwärme gibt es?

Zur Nutzung von Geothermie stehen verschiedene Methoden zur Erschließung der Erdwärme zur Verfügung. Sie unterscheiden sich in der Tiefe der Bohrung, im Platzbedarf und in den Kosten.

• Erdkollektoren: Erdkollektoren für Wärmepumpen sind flächig verlegte Rohrsysteme in 1,2 bis 1,5 Metern Tiefe. Sie benötigen eine große unbebaute Grundstücksfläche und liefern bei ausreichender Dimensionierung zuverlässig Wärme.
• Grabenkollektoren: Hierbei handelt es sich um eine platzsparendere Variante der Erdkollektoren, bei der die Rohre in spiralförmigen Gräben verlegt werden. Sie eignen sich gut für schmale Grundstücke.
• Erdwärmesonden: Für Erdwärmesonden braucht es senkrechte Bohrungen bis zu 100 Meter Tiefe, ideal bei geringem Platzangebot. Sie erschließen tiefere, konstant temperierte Erdschichten, verursachen aber höhere Bohrkosten und sind genehmigungspflichtig.
• Erdwärmekörbe: Dies sind kompakte, spiralförmige Kollektoren, die senkrecht in etwa 3 bis 5 Metern Tiefe eingebracht werden. Sie brauchen weniger Fläche als Flächenkollektoren, haben aber eine geringere Leistung.
• Brunnenbohrung (Grundwasser): Über einen Förder- und Schluckbrunnen wird Wärme aus dem Grundwasser entzogen. Bei dieser Variante handelt es sich um eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Sie ist sehr effizient, aber genehmigungspflichtig und nur bei guter Wasserqualität sinnvoll.

Wo ist eine Geothermie-Heizung möglich?

Eine Geothermie-Heizung ist in Deutschland grundsätzlich sowohl im Einfamilienhaus als auch im Mehrfamilienhaus möglich und sinnvoll, sofern die geologischen Bedingungen passen.

Technisch ist der Einsatz fast überall realisierbar, allerdings hängt die Wahl des Erschließungssystems vom Platzangebot und vom Untergrund ab. In dicht bebauten Gebieten oder auf kleinen Grundstücken sind Erdsonden oder Erdwärmekörbe geeignet. In ländlichen Regionen mit ausreichend Fläche kommen auch Flächen- oder Grabenkollektoren infrage. 

Für Mehrfamilienhäuser kann die tiefere Geothermie mit mehreren Sonden wirtschaftlich interessant sein, da der Wärmebedarf hoch ist und die Effizienz der Wärmepumpe bei konstanter Nutzung steigt.

Ob Geothermie vor Ort möglich ist, zeigen Geothermie-Karten oder Potenzialkarten. Sie stellen in farblichen Abstufungen dar, wie gut sich bestimmte Regionen für die Erdwärmenutzung eignen. Für Deutschland bietet die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) die Geothermie-Karte GeotIS an. Auch für einzelne Bundesländer gibt es Potenzialkarten, unter anderem für Bayern den Energie-Atlas Bayern, den NIBIS® Kartenserver für Niedersachsen und den LGRB-Kartenviewer für Baden-Württemberg. 

Kann ich eine Geothermie-Heizung im Altbau nachrüsten?

Sie können eine Geothermie-Heizung im Altbau nachrüsten, wenn das Gebäude gut gedämmt ist und die Heizkörper mit niedrigen Vorlauftemperaturen arbeiten. Auch der Platz für Erdkollektoren oder eine Bohrung für Erdsonden muss vorhanden sein. Sind diese Bedingungen erfüllt, ist eine Nachrüstung technisch möglich und wirtschaftlich sinnvoll.

Wie tief muss die Bohrung für Geothermie sein?

Für eine Geothermie-Heizung wird in der Regel zwischen 40 und 100 Metern tief gebohrt, da darüber hinaus eine bergrechtliche Genehmigung erforderlich ist. Bei Einfamilienhäusern reichen meist eine oder zwei Bohrungen mit je 50 bis 90 Metern Tiefe aus. In Mehrfamilienhäusern sind mehrere Sondenbohrungen nötig, je nach Wärmebedarf.

Das Bundeswirtschaftsministerium sieht mit dem Gesetzentwurf vom Juni 2024 vor, dass die bergrechtliche Genehmigungspflicht künftig erst ab einer Tiefe von 400 Metern notwendig ist. Damit sollen Erdwärmeprojekte schneller und einfacher realisierbar werden.

Wie viel Strom verbraucht eine Geothermie-Heizung?

Eine Geothermie-Heizung verbraucht im Einfamilienhaus durchschnittlich 3.000 bis 6.000 kWh Strom pro Jahr. Pro Quadratmeter Wohnfläche liegt der Stromverbrauch bei etwa 25 bis 35 kWh jährlich. Für ein gut gedämmtes Haus mit 140 m² Wohnfläche ergibt sich daraus ein Stromverbrauch zwischen 3.500 und 4.900 kWh pro Jahr.

Kann eine Geothermie-Wärmepumpe auch kühlen?

Eine Geothermie-Wärmepumpe kann auch kühlen, allerdings nicht so stark wie eine Klimaanlage. Die sogenannte passive Kühlung nutzt die konstante Erdtemperatur zum Abführen von überschüssiger Wärme aus dem Haus ins Erdreich. Diese Funktion ist bei vielen Sole-Wasser-Wärmepumpen möglich. Sie erfordert aber passende Komponenten wie eine Flächenheizung, einen Wärmetauscher und ein entsprechendes Steuerungssystem. In einigen Modellen ist die Kühlfunktion serienmäßig integriert, bei anderen muss sie optional ergänzt werden.

Was sind Vor- und Nachteile einer Erdwärmeheizung?

Eine Erdwärmeheizung bietet viele Vorteile wie niedrige Betriebskosten und hohe Effizienz. Allerdings sind die Anfangskosten und baulichen Anforderungen höher als bei anderen Heizsystemen. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Punkte im Überblick:

Welche Anbieter gibt es?

In Deutschland bieten zahlreiche Hersteller hochwertige Erdwärmepumpen an. Viele davon entwickeln ihre Geräte speziell für Sole-Wasser-Systeme zur Nutzung von Geothermie. Bekannter Anbieter von Wärmepumpen auf Basis von Erdwärme (Geothermie) sind: 

Welche Alternativen sind sinnvoll?

Neben der Sole-Wasser-Wärmepumpe sind auch andere Wärmepumpenarten sinnvoll. Besonders verbreitet ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe, da sie keine Erdarbeiten erfordert und einfach installiert werden kann. Auch eine Grundwasser-Wärmepumpe infrage, wenn ausreichend Wasser in passender Tiefe vorhanden ist und eine Genehmigung vorliegt. Für Gebäude mit hohem Wärmebedarf bietet sich eine Hybrid-Wärmepumpe an. Sie kombiniert eine Wärmepumpe mit einer Gasheizung und gewährleistet auch an sehr kalten Tagen eine sichere Wärmeversorgung.

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