Oberflächennahe Geothermie

Erdwärmesondenanlagen machen etwa 80 % der oberflächennahen Geothermieanlagen aus. Bei diesen wird in der Regel zwischen 30 und 100 Meter tief in den Untergrund gebohrt. Durch unsachgemäße Bohrung und Installation können dabei in manchen Untergründen Grundwasserstockwerke kurzgeschlossen werden. Dies kann negativen Folgen haben wie die Verschmutzung oder das Absinken des Grundwassers. Aus diesem Grund müssen bereits bei der Planung die geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse genau beachtet und die Bohrung von Fachleuten durchgeführt werden. In Bayern ist eine Erdwärmesondenbohrung grundsätzlich nur bis in die Sohlschicht des obersten Grundwasserleiters zulässig.

Alle Staatlichen Geologischen Dienste Deutschlands haben die gemeldeten Auswirkungen von geothermischen Anlagen zusammengetragen. Anlass hierfür war ein Fachbericht zu bisher bekannten Auswirkungen geothermischer Vorhaben in Deutschland aus dem Jahr 2011. Dabei wurden 109 Fälle von Einflüssen auf das Grundwasser registriert. Bei damals 70.000 solcher Anlagen in Deutschland entspricht das weit unter einem Prozent, zudem waren viele der gemeldeten Auswirkungen temporär oder konnten unterbunden werden.

Negative Auswirkungen von oberflächennaher Geothermie auf das Grundwasser sind also sehr selten und können durch fachgerechte Ausführung verhindert werden.

Das Funktionsprinzip einer geothermischen Heizung ist es, dem Untergrund Wärmeenergie zu entziehen, um diese z. B. in Wohnanlagen zu verwenden. Bei geothermischen Kühlanlagen wird dem Boden stattdessen überschüssige Wärme zugeführt.
Bei Erdwärmekollektoren, die je nach Bauart zwischen einem bis vier Meter unterhalb der Erdoberfläche verlegt werden, kann diese Wärmeänderung bei falscher Dimensionierung oder zu starker Nutzung auch Auswirkungen auf die Oberfläche haben. So kann sich zum Beispiel die Wachstumsperiode von Pflanzen, die über dem Kollektor wachsen, um bis zu zwei Wochen verzögern. Durch das richtige Verhältnis von Anlagengröße und Nutzungsintensität können solche negative Folgen verhindert werden.

Bei der oberflächennahen Geothermie verbraucht eine Wärmepumpe zwar Strom bzw. Gas (je nachdem, ob es sich um eine elektrische, gasbetriebene oder Hybridwärmepumpe handelt), die CO₂-Bilanz der Geothermie-Heizung ist dennoch deutlich besser als die einer Gas- oder Ölheizung. Diese kann noch weiter verbessert werden, wenn z. B. der Strom für eine elektrische Wärmepumpe aus erneuerbaren Energien selbst erzeugt oder bezogen wird. Ein entsprechender Strombezug ist in Deutschland bei diversen Anbietern möglich.

Grundsätzlich muss jedes Vorhaben zur thermischen Nutzung des Untergrundes, also jede Erdwärmeanlage, bei der Unteren Wasserbehörde in der Kreisverwaltungsbehörde oder im Umweltamt der kreisfreien Städte angezeigt werden. Für einige Vorhaben reicht die Anzeige aus, in anderen Fällen muss eine wasserrechtliche Erlaubnis eingeholt werden.

Im Leitfaden „Erdwärmesonden in Bayern“ finden Sie im Anhang Antragsunterlagen für die Anzeige der Erdwärmesondenbohrung und den Antrag auf wasserrechtliche Erlaubnis für den Bau und Betrieb der Erdwärmesondenanlage.

Bayerisches Landesamt für Umwelt:
Leitfaden "Erdwärmesonden in Bayern“(Link öffnet in einem neuen Fenster)

Außerdem finden Sie auf den Seiten der Kreisverwaltungsbehörde, der Umweltämter der kreisfreien Städte oder bei den Wasserwirtschaftsämtern Antragsunterlagen für den Bau und Betrieb von Grundwasser-Wärmepumpenanlagen oder auch Erdwärmekollektoren.

Meist wird nicht die komplette Anlage gefördert, sondern nur die installierte Wärmepumpe.
Für bereits bestehende Gebäude und Neubauten kann eine Förderung für Wärmepumpen z. B. über das Marktanreizprogramm beantragt werden. Die Grundförderung für eine Wärmepumpe größer 10 kW Heizleistung beträgt 2.800 €, diese Förderung ist mit weiteren Boni kombinierbar. Antragsunterlagen sowie alle notwendigen Informationen finden Sie hier:
https://www.bafa.de(Link öffnet in einem neuen Fenster)

In Neubauten werden Großwärmepumpen mit einer Heizleistung größer 100 kW über die KfW Bankengruppe gefördert.
https://www.kfw.de/(Link öffnet in einem neuen Fenster)

Teilweise wird von der Unteren Wasserbehörde eine Befristung der wasserrechtlichen Erlaubnis für den Betrieb der Anlage ausgesprochen. Die Erlaubnis kann nach Ablauf der Befristung verlängert werden.
Die thermische Nutzung des Untergrundes ist nicht kostenpflichtig.

Generell besteht eine Erdwärmeanlage aus zwei Komponenten: der Wärmepumpe und der Wärmequelle. Die Wärmequelle können Erdwärmesonden, Brunnen oder Kollektoren sein. Als grobe Schätzung kann man sagen, dass für die Erschließung der Wärmequelle mit 700 bis 1.000 € pro kW Heizleistung gerechnet werden muss.
Die Kosten für die Wärmepumpe sind darin noch nicht enthalten.
Geld spart man bei den Betriebskosten der Erdwärmeanlage, denn diese sind bis zu 50 % geringer im Vergleich zur Öl- oder Erdgasheizung.

• Erdwärme steht rund um die Uhr zur Verfügung.
• Erdwärme ist unbegrenzt vorhanden.
• Erdwärme spart Betriebskosten.
• Erdwärme ist eine regenerative Energiequelle und schont die Umwelt.

Sind alle erforderlichen Unterlagen vollständig bei der unteren Wasserbehörde der zuständigen Kreisverwaltungsbehörde oder Umweltverwaltung der kreisfreien Städte eingegangen, ist innerhalb von drei Monaten eine Entscheidung über die Zulässigkeit des Vorhabens und den weiteren Genehmigungsprozess durch die Behörde zu treffen. Häufig erfolgt die Entscheidung innerhalb weniger Wochen.

Für Erdwärmesonden mit einer Tiefe größer 100 m bedarf es neben der Anzeige der Erdwärmesondenbohrung und ggf. der Erteilung einer wasserrechtlichen Erlaubnis einer bergrechtlichen Genehmigung. Die Antragsunterlagen werden in der Regel von der Unteren Wasserbehörde an das zuständige Bergamt weitergeleitet.

Häufig fragen sich potenzielle Interessenten von Erdwärmeanlagen, ob im Untergrund genügend Energie zur Verfügung steht und ob der Energiefluss nicht irgendwann endet.
Dies ist in der Regel nicht der Fall! Es wird kontinuierlich Energie aus dem Untergrund oder von der Erdoberfläche nachgeführt. Zum einen erfolgt eine Abstrahlung der Restwärme aus der Entstehung der Erde und dem fortdauernden Zerfall radioaktiver Elemente im Erdinneren. Zum anderen findet eine Speicherung der Sonneneinstrahlung von der Erdoberfläche statt. Durch den getakteten Betrieb der Erdwärmeanlagen und der geringen Laufzeiten außerhalb der Heizphasen setzt über das Jahr hin eine Regeneration des Untergrundes am Anlagenstandort ein.

Ausnahmen können auftreten, wenn keine fachgerechte Auslegung der Anlagen erfolgt und die Anlagen unterdimensioniert sind, oder wenn die Anlagen zu nah zusammen stehen. Die fachgerechte Ausführung wird in verschiedenen Richtlinien und Normen vorgegeben.

Prüfen Sie im Energie-Atlas Bayern mit dem Standortcheck oberflächennahe Geothermie(Link öffnet in einem neuen Fenster), ob bei Ihnen vor Ort eine Erdwärmenutzung mittels Erdwärmesonde, -kollektor oder Grundwasserwärmepumpe möglich ist. Beachten Sie hierbei die Ergebnisse der Auswertung, die Sie in Form eines PDF-Dokuments erhalten.

Für die weitere Planung sollten Sie sich unbedingt an ein Planungsbüro in Ihrer Nähe wenden, denn gute Planung spart Zeit und Kosten. Zudem stellt das Bayerische Landesamt für Umwelt in der Reihe „UmweltWissen“ eine Informationsbroschüre zum Thema „Oberflächennahe Geothermie“(Link öffnet in einem neuen Fenster) zur Verfügung.

Besonders Anlagen mit Erdwärmesonden und Grundwasserwärmepumpen sind zum Kühlen von Gebäuden geeignet. Dabei kann die Wärmepumpe inaktiv bleiben und die Klimatisierung der Räume erfolgt über einen Zwischenwärmetauscher direkt aus den Erdwärmesonden oder dem Förderbrunnen der Grundwasser-Wärmepumpenanlage. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kühlanlagen wird lediglich der Strom zum Betrieb der Umwälzpumpen benötigt. Somit sind "Erdwärmekühlanlagen" deutlich kostengünstiger im Betrieb.

Ein weiterer Vorteil der Einspeisung der Abwärme aus Gebäuden zu Kühlzwecken über Erdwärmesonden in die Erde besteht in einer thermischen Regeneration des Untergrundes. Damit werden Energiemengen, die dem Untergrund im Heizbetrieb im Winter entzogen wurden, während der Kühlphasen zurückgeführt und stehen dann in der kommenden Heizperiode wieder zur Verfügung.