Erdwärmebohrung nutzen für ein behagliches Zuhause

Bei einer Erdwärmebohrung wird senkrecht tief ins Erdreich gebohrt, um dort sogenannte Erdsonden zu installieren. Diese Sonden entziehen dem Boden mithilfe einer frostsicheren Sole konstant Wärme. Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe bringt anschließend die Erdwärme auf ein höheres Temperaturniveau.

Dabei wird die oberflächennahe Geothermie genutzt – also die Wärme aus den oberen 200 Metern des Erdreichs. Sie ist Teil der natürlichen Erdwärme – eine nahezu unerschöpfliche Wärmequelle, die aus dem natürlichen radioaktiven Zerfall von Elementen im Erdkern und der ursprünglichen Wärme der Erdentstehung stammt.

Im Vergleich zu Luft-Wärmepumpen liefern Erdsonden ganzjährig gleichbleibende Temperaturen und sind dadurch besonders effizient.

Erdwärme und Geothermie – die natürliche Energiequelle

Erdwärme ist die im Erdreich gespeicherte Wärmeenergie. Sie stammt aus zwei Quellen:

• Sonnenenergie, die den oberen Bereich des Bodens erwärmt.
• Wärme aus dem Erdinneren, die durch den Zerfall radioaktiver Elemente und Restwärme der Erdentstehung entsteht.

Ab etwa 15 Metern Tiefe liegen die Temperaturen ganzjährig konstant bei ca. 10 °C. Je tiefer man geht, desto höher wird die Temperatur – im Durchschnitt um 3 °C pro 100 Meter Tiefe.

Der Fachbegriff dafür ist Geothermie (vom griechischen „geo“ = Erde, „therme“ = Wärme). Eine Erdwärmebohrung nutzt also einen Teil dieser Geothermie in geringen Tiefen. Während man im Kraftwerksmaßstab tiefe Geothermie für Stromerzeugung nutzt, kommt im privaten Hausbau die oberflächennahe Geothermie zum Einsatz.

Damit ist die Erdwärmebohrung eine Form der regenerativen Energiegewinnung, die zuverlässig, nahezu unerschöpflich und wetterunabhängig funktioniert.

Unterschied zwischen Erdkollektoren und Erdsonden

Sowohl Erdkollektoren als auch Erdsonden erschließen die im Erdreich gespeicherte Erdwärme, damit die Wärmepumpe sie nutzen kann. In beiden Fällen zirkuliert in einem geschlossenen Rohrsystem eine Sole, die die Wärme aus dem Boden aufnimmt und an die Wärmepumpe weitergibt.

Der Unterschied liegt in der Tiefe, in der sie verlegt werden:

• Erdkollektoren liegen flach und flächig in etwa 1,2 bis 1,5 Meter Tiefe. Sie benötigen eine große Grundstücksfläche (ca. doppelt so groß wie die zu beheizende Wohnfläche). Sie sind durch jahreszeitliche Temperaturschwankungen etwas weniger konstant, da sie nahe an der Erdoberfläche liegen. Sie eignen sich besonders für Neubauten mit ausreichend großem Grundstück.

• Erdsonden hingegen werden vertikal in 40 bis 200 Meter Tiefe eingebracht. Dort herrschen konstante Temperaturen von ca. 10 °C und mehr. Sie liefern daher deutlich bessere Jahresarbeitszahlen (JAZ) und sind platzsparender. Dadurch sind sie ideal auch für kleinere Grundstücke. Sie sind äußerst effizient im Betrieb, dafür aber teurer in der Erschließung.

Wie läuft eine Erdwärmebohrung ab?

Die Voraussetzungen für eine Erdwärmebohrung sind klar geregelt: Erforderlich sind ein Bodengutachten und wasserrechtliche Genehmigungen. Ob eine Erdwärmebohrung erlaubt ist, hängt vom Standort, der Bodenbeschaffenheit und den Auflagen der zuständigen Behörden ab.

1. Planung und Genehmigung:

Am Anfang steht die gründliche Planung durch eine Fachfirma: Welchen Wärmebedarf hat das Gebäude und wie ist die Bodenbeschaffenheit? Auf Basis dieser Daten wird berechnet, wie tief gebohrt werden muss und wie viele Erdsonden gebraucht werden. Anschließend wird die Genehmigung für die Erdwärmebohrung beantragt – in der Regel beim geologischen Landesamt und der Unteren Wasserbehörde. Hier spielt das Wasserhaushaltsgesetz eine zentrale Rolle, da der Schutz des Grundwassers oberste Priorität hat.

2. Bohrung:

Ist die Genehmigung erteilt, beginnt die eigentliche Erdwärmebohrung. Dazu werden die vertikalen Löcher in den Untergrund getrieben. Der typische Durchmesser der Bohrung liegt zwischen 15 und 18 Zentimetern. Je nach Wärmebedarf kann eine einzelne Bohrung oder ein ganzes Feld aus mehreren Bohrungen nötig sein.

3. Einbringung der Sonde:

In die Bohrlöcher wird ein geschlossenes Rohrsystem aus Kunststoff oder Edelstahl eingebracht. Dieses wird sorgfältig versiegelt, damit kein Kontakt zwischen Sole und Erdreich entstehen kann.

4. Befüllung mit Sole:

Die Leitungen werden mit einem frostsicheren Glykol-Wasser-Salz-Gemisch befüllt. Diese Sole nimmt die Wärme aus dem Erdreich auf und transportiert sie zuverlässig zur Wärmepumpe.

5. Verbindung mit der Wärmepumpe:

Abschließend werden die einzelnen Sonden über einen Verteilerschacht zusammengeführt und mit der im Gebäude installierten Wärmepumpe verbunden. Ab diesem Zeitpunkt kann die Anlage die konstante Geothermie im Erdreich nutzen, um dein Zuhause effizient und nachhaltig zu beheizen.

Innerhalb der Wärmepumpe wird die aufgenommene Wärme durch einen Verdichter erhöht und an das Heiz- und Warmwassersystem des Hauses abgegeben. Das abgekühlte Sole-Gemisch wird anschließend in die Sonde zurückgeführt.

Wie tief ist eine Erdwärmebohrung?

Die Tiefe der Erdwärmebohrung richtet sich danach, wie viel Wärme erzeugt werden soll und nach den geologischen Gegebenheiten.

Bei einem typischen Einfamilienhaus liegt die Bohrtiefe zwischen 40 und 200 Metern, wobei in der Praxis rund 100 Meter ausreichen. Entscheidend für die Tiefe ist die sogenannte Entzugsleistung: Pro Bohrmeter können im günstigsten Fall etwa 50 Watt Energie gewonnen werden. Dies hängt von der Art des Bodens ab.

Beispiel: Benötigt ein Haus 4.000 Watt Heizleistung, müsste etwa 80 Metern tief gebohrt werden. Alternativ wären auch mehrere kürzere Bohrungen möglich, die jedoch einen Mindestabstand von sechs bis zehn Metern zueinander haben sollten.

Faktoren, die die Bohrtiefe beeinflussen:

• Wärmebedarf: Je größer, desto tiefer oder desto mehr Bohrungen.
  
  
• Bodenbeschaffenheit: Hat der Untergrund eine gute Wärmeleitfähigkeit, ergibt das eine geringere Tiefe. Bei hartem oder felsigem Boden können mehrere kürzere Bohrungen notwendig sein.
  
  
• Entzugsleistung: Die Energie, die eine Erdwärmesonde aus dem Erdreich entziehen kann, variiert je nach Bodenverhältnissen. Im Idealfall liegt sie bei rund 50 Watt/m. Trockene Sandböden haben eine deutliche geringere Entzugsleistung als Granit oder Sandstein.
  
  
• Grundstücksfläche: Bei ungünstigem Untergrund wie Felsgestein kann es sinnvoll sein, statt einer einzelnen Tiefenbohrung kurze Bohrungen in geringerer Tiefe durchzuführen – vorausgesetzt, das Grundstück ist groß genug. Denn es müssen Mindestabstände (6–10 m) zueinander einhalten werden.

Beispiel 1 bei schlechter Entzugsleistung:
Heizleistung = 7.200 W (7,2 kW)
Entzugsleistung des Bodens = 45 W/m

7.200 ÷ 45 = 160 m

Das bedeutet: Bei mäßig leitfähigem Boden sind rund 160 Meter Bohrtiefe erforderlich.

Beispiel 2 bei guter Entzugsleistung:
Heizleistung = 7.200 W (7,2 kW)
Entzugsleistung des Bodens = 70 W/m

7.200 ÷ 70 ≈ 103 m

Ergebnis: In gut wärmeleitendem Boden reichen bereits etwa 100 Meter.

Oder als Tabelle:

Die Tabelle zeigt auf einen Blick: Je besser die Wärmeleitfähigkeit des Bodens, desto kürzer die notwendige Bohrung. Und damit wird auch deutlich, warum ein Bodengutachten eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine Erdwärmebohrung ist.

Wenn du dich für eine Wärmepumpe entscheidest, die mit Erdwärme gespeist wird, dann ist die wichtigste Frage: Erdwärmebohrung – wie teuer ist das? Die Kosten für die Bohrung und die gesamte Anlage können je nach Bohrtiefe und örtlichen Gegebenheiten variieren. Sie hängen im Wesentlichen von diesen Variablen ab:

• der benötigten Heizleistung,
• der Bodenbeschaffenheit und
• der erforderlichen Bohrtiefe.

Für ein Einfamilienhaus liegen die Gesamtkosten für Bohrung und Erdsonden in der Regel zwischen 8.000 und 15.000 Euro, hinzu kommen die Ausgaben für die Wärmepumpe selbst.

Um die Kosten für die Erdwärmebohrung greifbarer zu machen, kannst du auch mit zwei Kennzahlen rechnen:

Zum einen mit dem Preis pro Meter, der meist zwischen 50 und 100 Euro liegt. Eine Bohrung von 100 Metern kostet demnach also etwa 5.000 bis 10.000 Euro.

Zum anderen mit den Kosten pro kW Heizleistung – hier werden üblicherweise 70 bis 120 Euro pro kW angesetzt.

Daneben fallen noch weitere Kosten für die Baustelleneinrichtung, die Entsorgung des Aushubs sowie die notwendigen Genehmigungen an. Für den Antrag Erdwärmebohrung berechnen Behörden in der Regel zwischen 250 und 600 Euro. Diese Auflagen sind zwingend erforderlich, da wasserrechtliche Bestimmungen eingehalten werden müssen.

Die Gesamtrechnung für die Erdwärmebohrung sieht je nach Bodenbeschaffenheit unterschiedlich aus.

Beispielrechnung Erdwärmebohrung für ein Einfamilienhaus

Erdwärmebohrungen sind in Deutschland weniger verbreitet als Luft-Wärmepumpen. Die Technik ist einerseits beeindruckend effizient und zuverlässig, auf der anderen Seite aber auch teurer.

Es lohnt sich also, die wichtigsten Vorteile und Nachteile einer Erdwärmebohrung gegenüberzustellen.

Vorteile

• Sehr geringe Betriebskosten (Strom)
• Hohe Effizienz (Jahresarbeitszahl JAZ > 4)
• Langlebig (Erdsonden bis zu 100 Jahre)
• Nutzung einer unerschöpflichen Energiequelle: Geothermie erneuert sich kontinuierlich
• Umweltfreundlich, spart CO₂ ein
• Geringer Platzbedarf (kein großes Grundstück nötig)
• lange Lebensdauer (bis zu 100 Jahre, dabei fast wartungsfrei)

Nachteile

• höhere Baukosten
• genehmigungspflichtig
• nicht überall erlaubt bzw. möglich
• Platz für Bohrgerät erforderlich
• Abstand zum Haus/Nachbarn muss eingehalten werden

Eine Erdwärmebohrung lohnt sich trotz des höheren Aufwands und der vergleichsweise hohen Kosten, denn sie nutzt eine Energiequelle, die konstant, zuverlässig und praktisch unerschöpflich ist. Allerdings ist sie nicht überall möglich: Genehmigungen, Bodenverhältnisse und Platz für das Bohrgerät sind zwingende Voraussetzungen. Wenn die Rahmenbedingungen passen, gehört die Erdwärmebohrung aber zu den effizientesten Methoden des Heizens überhaupt – kaum ein anderes System erreicht ähnlich hohe Jahresarbeitszahlen bei so geringen Betriebskosten.

Und genau darin liegen die entscheidenden Vorteile: Wer in Erdwärme investiert, profitiert langfristig von niedrigen Heizkosten, einer enormen Versorgungssicherheit und einem Heizsystem, das auch in Jahrzehnten noch zuverlässig arbeitet.

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