Baubiologie und Oekologie

Gesundes Bauen und Wohnen

Bayreuth, 27.11.2022

 

Bodennahe Geothermie aus der Nische holen

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Anteil von Erdwärmepumpen noch unter zehn Prozent -

Nur 4,1% betrug der Anteil an bodennaher Geothermie bei Neubauten in Bayern im Jahr 2021 am gesamten Wärmepumpenmarkt. Spitzenreiter ist das Land Sachsen mit rund 15% Anteil in diesem Bereich. Während der Einsatz von Luftwärmepumpen im letzten Jahr stark zunahm, stagnierte der Anteil von Geothermie oder nahm sogar etwas ab. Private Investoren im Einfamilienhausbereich schrecken offensichtlich die relativ hohen Vorlaufkosten von 15.000 bis 20.000 Euro für Gutachter und Bohrfirma ab. Dazu kommt eine Unsicherheit über die geologische Situation auf dem eigenen Grundstück. Der Verein Erdwärme Gemeinschaft Bayern will dieser Skepsis entgegenwirken und den Bauwilligen die Angst vor dem Bodenrisiko nehmen. Die langfristige Perspektive steht bei der Geothermie im Vordergrund. Während die Luftwärmepumpe die eiskalte Luft im Winter erst erwärmen muss, fließt aus der Erde ein Wasser-Alkohol-Gemisch bereits mit plus zehn Grad in den Kreislauf der Wärmepumpe und reduziert damit den Stromverbrauch erheblich.

Was ist bodennahe Geothermie?

Das Thema Erdwärme kennen die meisten Menschen im Zusammenhang mit Tiefenbohrungen für Thermalbäder. Die mitteltiefe Geothermie kennt Bohrtiefen bis zu 2.000 Metern und Wassertemperaturen bis zu 60 Grad Celsius. Von Tiefengeothermie spricht man bei Bodentiefen bis 5.000 Meter. In diesen Schichten trifft man eine Wassertemperatur bis zu 150 Grad Celsius an. Die bodennahe Geothermie zur Unterstützung von Wärmepumpen kalkuliert mit einer Bodentemperatur im Winter von mindestens zehn Grad Celsius. Diese Temperaturen sind in Bodentiefen von rund fünfzig Metern oder weniger anzutreffen. Fachbegrifflich reicht das Spektrum der bodennahen Geothermie bis 400 Meter tief. Dort trifft man eine Bodentemperatur von mindestens zwanzig Grad Celsius an. Für die Beheizung von Wohnhäusern wird aber nicht warmes Wasser aus dem Boden direkt benutzt. Vielmehr kommt die Erdwärme über den Umweg einer Wärmepumpe indirekt ins Haus.

Das Grundprinzip einer Wärmepumpe und der Vorteil von vorgewärmter Luft


Wärmequellenkreislauf bei Erdwärme

Die Bild zeigt die drei Kreisläufe beim Einsatz einer Erdwärmesonde. In den Wärmepumpenkreislauf fließt ein vorgewärmtes flüssiges Medium aus dem Erdreich (Sole-Flüssigkeit) zusammen mit einem Kältemittel in den Verdampfer und geht dort in einen gasförmigen Zustand über. Das Gas strömt weiter in den Kompressor und wird dort durch die Verdichtung auf ein höheres Temperaturniveau angehoben. Im nächsten Schritt gibt das heiße Gas seine Energie an einen Wärmetauscher im Wasserkessel durch Wasserdampfkondensation ab. Das warme Wasser im Kessel fließt in den Heizkreislauf und erwärmt das Gebäude. Die kondensierte Flüssigkeit im Wärmetauscher wandert über ein Expansionsventil im ausgedehnten Zustand in den Kreislauf der Wärmepumpe zurück. Der Vorteil der Erdwärme auf den Punkt gebracht: Die Wärmequellentemperatur wird durch die zehn Grad warme Sole-Flüssigkeit angehoben. Somit muss der elektrische Kompressor weniger Energie aufbringen um das Gasgemisch zu erhitzen.

In sieben Schritten zur eigenen Erdwärmeanlage

Das bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) zeigt auf, welche Schritte für Hausbesitzer zu durchlaufen sind, bevor die Erdwärme in den Heizkreislauf eingebunden werden kann. Zunächst ist ein Standort-Check durchzuführen. Das LfU bietet eine Karte für einzelne Orte an, die im groben Maßstab Auskunft darüber gibt, ob in dem Wohngebiet Erdwärme grundsätzlich möglich ist. Liegt das Gebäude im Einzugsbereich eines Wasserschutzgebietes, dann ist eine Bohrung nicht zugelassen. Mehr Informationen erfährt man dann von der jeweiligen Landkreisbehörde. Die Sachbearbeiter im Landratsamt geben Auskunft darüber, ob eine Mindestbohrtiefe von fünfzehn Meter zulässig ist. Denn erst in dieser Tiefe beginnt "die neutrale Zone". Diese Bezeichnung sagt aus, dass die Bodentemperatur sowohl im Sommer wie auch im Winter annähernd gleich ist. Je hundert Meter Tiefe erhöht sich die Bodentemperatur um 3 Grad Kelvin. Wenn die grundsätzliche Machbarkeit aus Sichtweise der Behörde gegeben ist, kommt der Bauherr nicht umhin, ein Fachbüro einzuschalten. Auf der Webseite des LfU findet man ein Verzeichnis von Sachverständigen. Wichtig ist es, Berater auszuwählen, welche das Fachgebiet "Thermische Nutzung" anbieten. Mit dem Fachberater wird das genaue Vorgehen inklusive der Auswahl von geeigneten Wärmepumpen abgestimmt. Vor Beginn der eigentlichen Bohrung ist der Behörde eine "Bohranzeige" mit der Unterschrift des Antragstellers und des Bohrunternehmers vorzulegen. Dringend wird empfohlen, die Haftpflichtversicherung des Bohrunternehmens zu prüfen.

In besonderen Fällen ist das Wasser- und das Bergrecht zu beachten

Die Bohrung zur Herstellung einer Erdwärmesonde ist in der Regel ein anzuzeigender Erdaufschluss nach § 49 Abs. 1 Satz 1 Wasserhaushaltsgesetz (WHG) in Verbindung mit Art. 30 Bayerisches Wassergesetz (BayWG). Neben dieser Anzeige ist meist eine wasserrechtliche Erlaubnis erforderlich. Es empfiehlt sich, den Antrag auf wasserrechtliche Erlaubnis zusammen mit der Anzeige der Bohrung zu stellen. Dieser Anzeige müssen verlässliche hydrogeologische Unterlagen beigefügt werden. Wenn für den vorgesehenen Standort genügend Informationen über die Untergrundverhältnisse vorliegen, beispielsweise durch Aufschlüsse in der Nachbarschaft, ist eine hydrogeologische Prognose ausreichend. Diese kann z. B. auf einem Schichtenverzeichnis der Bohrung mit zugehörigen Angaben zu den wasserwirtschaftlichen Verhältnissen auf dem Nachbargrundstück basieren. Liegen derartige Informationen nicht oder in nicht ausreichendem Umfang vor, so muss der Antragsteller ein hydrogeologisches Fachgutachten vorlegen. Zusätzlich sind Bohrungen, die mehr als 100 Meter in den Boden eindringen sollen, nach § 127 Bundesberggesetz (BbergG) bergrechtlich anzuzeigen.

Weitere Informationen

www.lfu.bayern.de/geologie/7_schritte/index.htm

www.lfu.bayern.de/geologie/oberflaechennahe_geothermie/index.htm

www.lfu.bayern.de/geologie/oberflaechennahe_geothermie/erlaeuterungen_fachthemen/sonden/index.htm

www.lfu.bayern.de/wasser/sachverstaendige_wasserrecht/psw/doc/03_psw_liste_tn.pdf

www.lfu.bayern.de/geologie/oberflaechennahe_geothermie/erlaeuterungen_fachthemen/sonden/index.htm

www.lfu.bayern.de/wasser/merkblattsammlung/teil3_grundwasser_und_boden/doc/nr_372.pdf

www.lfu.bayern.de/geologie/oberflaechennahe_geothermie/faq_geothermie/index.htm

www.umweltatlas.bayern.de/startseite/

um.baden-wuerttemberg.de/de/energie/erneuerbare-energien/geothermie/lqs-ews/

um.baden-wuerttemberg.de/fileadmin/redaktion/m-um/intern/Dateien/Dokumente/2_Presse_und_Service/Publikationen/Energie/2017_Erdwaerme_erfolgreich_nutzen.pdf

www.youtube.com/watch

www.erdwaermegemeinschaft.de/





 


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