Geothermie

Die Erde besteht in ihrem Inneren aus flüssigem Gestein, welches mehrere tausend Grad Celsius heiß ist. Einen Meter unter der Erdoberfläche beträgt die Temperatur noch um die 10°C. Diese Wärmeenergie, die sich im Boden befindet wird sich zur Wärme- und Stromgewinnung nutzbar gemacht. Diese Energiegewinnung ist unter dem Begriff Geothermie zusammengefasst.

Die Geothermie wird in zwei übergeordnete Bereiche unterteilt: Oberflächen-Geothermie (bis zu 400m Tiefe) und Tiefen-Geothermie (ab 400m Tiefe). Die Energie wird über (Erd)Wärmetauscher gewonnen. In der Regel findet dies mit Hilfe von Erdkollektoren statt, die wenige Zentimeter unter der Erdoberfläche verlegt sind. Bei größeren Tiefen werden Erdwärmesonden verwendet. Als Sonderform kann die Nutzung von Fundamentpfählen gewertet werden. Diese Art wird bei Gebäuden verwendet, die auf weichem Untergrund stehen. In allen Varianten fließt ein Wasser-Sole-Gemisch, welches die Erdwärme aufnimmt und an eine Wärmepumpe weiterleitet bzw. die Wärme direkt an einen Wärmetauscher des Heizungssystems überträgt.

Ab einer Tiefe von 15m ist die Temperatur über das Jahr relativ konstant und beträgt um die 10°C. Diese Eigenschaft ist besonders für den Betrieb einer Wärmepumpe von Vorteil, da diese auf die stabile Temperatur eingestellt werden kann, was mit einem hohen Wirkungsgrad einhergeht.

In der Regel werden bei dem Betrieb einer Geothermieanlage für den Hausgebrauch, Wärmepumpe und Flächenheizungen, das sind Wand- oder Fußbodenheizungen, verwendet, da diese nur eine gering Vorlauftemperatur erforderlich machen. Eine Geothermieanlage, kann aber auch nachträglich in ein bestehendes Heizsystem eingebaut werden. Für den Betrieb von Wärmepumpen kann zwischen strombetriebenen und gasbetriebenen Wärmepumpen unterschieden werden. Die meisten privaten Anlagen zur Erdwärmenutzung verwenden strombetriebene Wärmepumpen. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Leistungszahl der Wärmpumpe größer als 3,5 beträgt. Teilweise gibt es heute schon Anlagen, die über eine Leistungszahl von 6 verfügen. Die Leistungszahl gibt das Verhältnis von eingesetzter (elektrischen) Energie zur Nutzenergie (Wärmeenergie) wider. Bei einer Leistungszahl von 4 heißt dies, dass für eine 1kWh Strom 4kWh Wärme erzeugt werden.

Für die Errichtung und den späteren Betrieb einer Geothermieanlage ist eine wasserrechtliche Erlaubnis der Unteren Wasserbehörde einzuholen. Bei Bohrtiefen von mehr als 100m, wird zusätzlich das Bergrecht berührt.