Artikel Serie: Energie, Wärme und Umbau im Privathaushalt

Geothermie – Funktion, Kosten und Förderung

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Geothermie – Funktion, Kosten und Förderung

Weder Öl noch Gas sind unendlich verfügbar. Deshalb steigen die Preise immer wieder an und es kommt zu Versorgungsengpässen. Heimische, erneuerbare Energiequellen sind nicht nur sicherer, sondern auf lange Sicht auch die bessere Alternative.

Geothermie ist bereits seit vielen Jahren ein immer bedeutenderes Thema. Schließlich kann mit Hilfe eines Geothermie Kraftwerks eine stabile und vor allem nachhaltig gesicherte Grundversorgung gewährleistet werden. Ganz anders als Wind-, Solar- oder Wasserenergie kann die Geothermie ganzjährig bei jedem Wetter und zu jeder Tageszeit genutzt werden.

Nachfolgend möchten wir uns diesem interessanten Thema näher widmen und auf die Funktion der Geothermie sowie die Vor- und Nachteile einer Geothermieanlage eingehen. Erfahren Sie, was Ihnen eine solche Anlage bringt und was es dabei zu beachten gilt.

Was ist Geothermie?

Rund 99 Prozent des Erdinneren hat eine Temperatur von mehr als 1.000 Grad Celsius. Doch auch der Großteil des restlichen Prozentes weist immer noch eine höhere Temperatur von rund 100 Grad Celsius auf. Schätzungen zufolge beträgt die Temperatur im Erdkern zwischen 4.500 und 6.500 Grad Celsius. Diese enormen Temperaturen werden ständig über die Erdkruste an die Atmosphäre abgegeben.

Erdwärmesysteme sind darauf ausgelegt, diesen geothermischen Wärmefluss zu nutzen und ihn in Energie umzuwandeln. Dabei bedienen sie sich der Erdwärme aus einer Tiefe von bis zu 400 Metern. Vor allem die hydrothermale Geothermie ist in diesem Zusammenhang interessant. Sie kommt in Regionen vor, in denen sich geologische Schichten mit heißem Wasser befinden, so zum Beispiel in norddeutschen Tiefenebenen sowie im Oberrheingraben, aber auch im süddeutschen Molassegebiet. Daneben gibt es noch die petrothermale Geothermie. Hier befindet sich jedoch kein heißes Wasser in den Gesteinsschichten.

Grundlegend gilt, dass sich die Temperatur der Erdkruste erhöht, je weiter man ins Innere vordringt. In Deutschland entspricht dies im Durchschnitt einem Anstieg der Temperatur um 3 Grad Celsius je 100 Meter Tiefe. In einigen Regionen, wie etwa den Gesteinsschichten auf der Schwäbischen Alb, beträgt die Zunahme der Temperatur sogar bis zu 10 Grad Celsius je 100 Meter Tiefe.

In folgendem Video wird kinderleicht erklärt, woher die Erdwärme kommt:

Wieso ist Geothermie besser als andere Wärmequellen?

Die Geothermie bietet gegenüber anderen Wärmequellen, wie zum Beispiel Öl, Gas oder Kohle, zahlreiche Vorteile. Der Betrieb einer Wärmepumpe ist

  • kostengünstig
  • wartungsarm
  • platzsparend
  • energiesparend
  • klimafreundlich

Außerdem bietet die Geothermie ein nahezu unerschöpfliches Vorkommen, welches Wissenschaftlern zufolge mindestens noch 100.000 Jahre zur Verfügung stehen wird. Ganz anders sieht es hingegen bei Gas, Öl und Kohle aus. Diese Energiequellen sind begrenzt, stammen häufig aus politisch unsicheren Gebieten und weisen allesamt eine hohe CO2-Emission auf.

Andere Länder nutzen die Vorteile der Geothermie bereits weitreichend aus. So werden in der Schweiz etwa drei Viertel aller neuen Gebäude mit einer Wärmepumpe beheizt, in Schweden sogar rund 95 Prozent. Doch auch, wenn der Markt für Geothermie in Deutschland in der jüngsten Vergangenheit rasant gewachsen ist, handelt es sich doch noch immer um eine Technologie, die zu Unrecht nicht flächendeckend zum Einsatz kommt. Dabei weist sie ein hohes Potenzial auf, das es nur anzuzapfen gilt.

Die Funktionsweise der Geothermie– Wie arbeitet eine Wärmepumpe?

Wärmepumpen funktionieren vom Grundprinzip her ähnlich wie ein Kühlschrank. Einem Umwelt-Medium wird die Wärme entzogen und über Rohrleitungen in den Innenraum der Wärmepumpe übertragen. Dort gibt sie die Energie an ein anderes Medium ab, wie etwa das Heizungswasser.

Die Wahl der richtigen Wärmequelle

Damit die Wärmepumpe funktionieren kann, benötigt sie eine Wärmequelle. Hierbei kann es sich um die Geothermiearten Luft-, Wasser- oder Erdwärme handeln. Infolgedessen nennt man die entsprechenden Wärmepumpen auch

  • Luftwärmepumpe
  • Wasserwärmepumpe
  • Erdwärmepumpe

Bei der Erdwärmepumpe handelt es sich um eine Variante, welche sich die oberflächennahe Wärme der Erde zu Nutze macht, die sogenannte Geothermie-Erdwärme. Dabei gibt es zwei Formen, nämlich Flächenkollektoren und Erdwärme-Sonden. Während die Flächenkollektoren gerade einmal etwa 1,5 bis 2 Meter tief horizontal unter der Erde liegen und im Grunde lediglich die gespeicherte Sonnenenergie der obersten Erdschicht nutzen, werden die Erdwärme-Sonden senkrecht in die Erde gebohrt – mit einer Tiefe von bis zu 400 Metern. Große Erdwärmekraftwerke bohren sogar bis zu einer Tiefe von 4.000 Metern. Erdsonden profitieren von der Wärme des Erdinneren.

Bei Flächenkollektoren gilt es zu beachten, dass diese in etwa doppelt so groß sein müssen, wie die zu beheizende Fläche. Deshalb eignen sich Flächenkollektoren auch nicht für jeden Hausbesitzer, da hierfür ein sehr großes Grundstück benötigt wird. Erdwärme-Sonden hingegen werden senkrecht in die Erde gebohrt, weshalb die benötigte Fläche nur sehr gering ist. Diese Form kann grundlegend bei jedem Gebäude angewendet werden, bei dem die geologischen Voraussetzungen gegeben sind.

Bei beiden Formen wird das durch die Erdwärme erhitzte Wasser durch Leitungen gepumpt. Die abgekühlte Sole wird schließlich wieder zurück ins Erdreich geleitet, sodass ein geschlossener Kreislauf entsteht.

Unternehmen, die sich auf Geothermie spezialisiert haben, finden Sie hier:


Staatliche Geothermie Förderung macht Wärmepumpen attraktiver

Auch wenn die geothermische Energie an und für sich kostenlos ist, so führt die Erschließung zur Nutzung dieser Energie zu hohen Kosten. Dies ist auf die dafür notwendige spezielle Technik zurückzuführen. Die Kosten der Geothermie beziehungsweise die Kosten einer kompletten Geothermieanlage können daher schnell 10.000 Euro oder mehr betragen.

Die Umwelt und der Klimaschutz setzen uns aber immer mehr unter Druck und sorgen so dafür, dass wir uns zwangsläufig nach Alternativen umsehen müssen. Deshalb gibt es inzwischen einige Anreizprogramme seitens der Regierung, sich für regenerative Energien zu entscheiden. Durch eine staatliche Förderung werden die erneuerbaren Energien und damit die Investitionen in die Wärmepumpentechnik für Bauherren deutlich attraktiver gestaltet. Es gibt aber auch noch weitere Geldquellen, die man nutzen kann.

Förderung durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA)

Seit 2011 gibt es nur noch eine bedingte Förderung von Wärmepumpen durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Die Anforderungen sind seitdem enorm gestiegen. Mittlerweile ist nicht mehr nur die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Anlage ausschlaggebend, sondern auch der COP-Wert (Coefficient of Performance). Daneben müssen die Pumpen über ein EHPA-Gütesiegel verfügen.

Die Höhe der Förderung durch das BAFA beträgt mindestens 1.300 Euro, bei leistungsgeregelten und/oder monovalenten Wärmepumpen sogar mindestens 1.500 Euro. Handelt es sich hingegen beispielsweise um eine elektrisch betriebene Wasser/Wasser- oder Sorptions-Wasserpumpe, so wird diese mit mindestens 4.500 Euro gefördert. Nähere Informationen finden Sie auf der Internetseite des BAFA.

Förderung durch die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW)

Doch nicht nur über das BAFA ist eine Förderung möglich. Auch die KfW-Bank forciert den Bau von Wärmepumpenanlagen mit einem sehr geringen effektiven Jahreszins. Dies sogar nicht nur im Hinblick auf Neubauten, sondern auch bei der Modernisierung und Sanierung von Bestandsbauten. Dadurch müssen Sie die finanzielle Last der Investition nicht gänzlich alleine tragen. Nähere Informationen finden Sie auf der Internetseite der KfW.

Erdwärme und Solarenergie im Einklang

Erdwärmepumpen lassen sich hervorragend mit Solarenergie koppeln. Diese Form der Energiegewinnung ist zwar nicht gerade preiswert, allerdings arbeitet eine kombinierte Anlage äußerst effizient, da die Kosten der Geothermie effektiv sehr niedrig sind.
Durch große Solarkollektoren auf dem südlichen Dach des Hauses und einen großen Solarspeicher können Sie den Bedarf an Heizung und Warmwasser für das gesamte Haus abdecken – während der gesamten Übergangszeit und des Sommers. Im Winter jedoch bringen Solarkollektoren mitunter nicht die erwünschte Leistung, weshalb eine Erdwärmepumpe diese optimal unterstützen kann. Dadurch ergibt sich ein deutlich höherer Wirkungsgrad.

Weitere Informationen zum Thema Solarenergie finden Sie im Rahmen unseres Artikels „Der Einbau von Solaranlagen: Tanken Sie Sonnenenergie“.

Fazit: Über Geothermie freuen sich die Umwelt und Ihr Geldbeutel

Erneuerbare Energien werden immer wichtiger. Doch Solar-, Wind- oder Wasserenergie sind nur bedingt einsatzfähig und nicht ständig verfügbar. Anders sieht es bei der Geothermie aus. Sie beruht auf den hohen Temperaturen im Inneren der Erde, die nicht von Wetterverhältnissen abhängig sind.

In Bezug auf Wärmepumpen gibt es einige Förderungsmöglichkeiten, derer man sich bedienen sollte, um die hohen Investitionskosten erheblich zu mindern. Außerdem amortisiert sich die gesamte Anlage aufgrund der kostengünstigen Energiegewinnung bereits innerhalb weniger Jahre. Dies schont im Endeffekt nicht nur die Umwelt, sondern auch Ihren Geldbeutel.