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Erdwärmepumpe: Mit Energie aus der Erde heizen

Wärmepumpen sind für die Energiewende unabdingbar. Und das aus gutem Grund: Sie nutzen die frei verfügbare Energie aus der Umgebungswärme. Es gibt Luft/Wasser-, Wasser/Wasser- und Sole/Wasser-Wärmepumpen. Sole/Wasser-Wärmepumpen werden auch Erdwärmepumpen genannt. Sie nutzen die im Erdreich gespeicherte Energie. Vor dem Hintergrund teurer fossiler Brennstoffe bietet sich hier für viele Haushalte eine sichere und rentable Lösung. Wir liefern Ihnen die Eckdaten zur Funktion, den Vor- und Nachteilen sowie Kosten für die Erdwärmepumpe.

Inhaltsverzeichnis

  1. Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe?
  2. Die Vorteile und Nachteile einer Erdwärmepumpe
  3. Welche Varianten der Erdwärmegewinnung gibt es?
  4. Kosten und Förderung einer Erdwärmepumpe
  5. Checkliste: So gehen Sie bei Planung und Anschaffung vor
  6. Die Installation der Erdwärmepumpe ist aufwendig, zahlt sich aber aus
Erdwärmepumpe von WOLF

Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe?

Die Solewärmepumpe verwendet zum Heizen und für das Warmwasser die Wärme aus dem Erdreich. Über horizontal oder vertikal verlegte Rohrleitungen zieht die Anlage Wärmeenergie aus dem Boden. In den Rohrleitungen zirkuliert die sogenannte Sole – ein Mix aus Wasser und Frostschutzmittel. 

Die Sole gibt die aufgenommene Wärmeenergie anschließend an den Kreislauf der Wärmepumpe ab: Die Erdwärmepumpe macht diese Energie durch Verdampfen des Kältemittels für die Heizung nutzbar. Ein Pufferspeicher kann die Wärmeenergie zwischenspeichern. 

Sie können die Erdwärmepumpe als alleinigen zentralen Hauptwärmeerzeuger einsetzen – sowohl für die Warmwasserbereitung als auch für das Heizen der Räume. Darüber hinaus ist mit einer Erdwärmepumpe das Kühlen im Sommer möglich.

Die Vorteile und Nachteile einer Erdwärmepumpe

Die technische Weiterentwicklung der Wärmepumpe macht sie zur echten Alternative zur Heizung mit fossilen Energieträgern. Laut Statistischem Bundesamt Destatis werden bereits zwei Drittel der in Deutschland neu gebauten Wohngebäuden mit Heizungen ausgestattet, die ganz oder teilweise mit erneuerbaren Energien arbeiten. In fast der Hälfte dieser neuen Wohnhäuser sind Wärmepumpen zu finden.1

Überblick über Erdwärme und ihre Vor- und Nachteile

Pro

  • keine Emissionen und fossilen Brennstoffe

  • Erdwärmesonden halten bis zu 100 Jahre, steigern Wert Ihrer Immobilie

  • hohe Effizienz auch im Winter durch gleichbleibende Temperatur im tieferliegenden Erdreich

  • klimaschonendes und kostensparendes Warmwasser, Heizen und Kühlen – besonders mit eigenem Photovoltaikstrom

  • unabhängigkeit von Brennstoffpreisen

  • staatliche Förderung

Contra

  • nicht überall flexibel einsetzbar

  • hohe Kosten für die Erschließung

  • aufwendige Planung und Erschließung

  • Erdwärmesonden in der Regel genehmigungspflichtig (Bohrungen ab 100 Meter Tiefe, teilweise auch weniger)

Eine besonders umweltfreundliche und sparsame Lösung ist es, die Sole/Wasser-Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanklage zu koppeln und eigenen Solarstrom zu nutzen. Erdwärme aus einer gewissen Tiefe bietet eine relativ gleichbleibende Temperatur und damit hohe Effizienz.

Anders ist es bei der Luftwärmepumpe, die im Winter auf die kältere Umgebungsluft angewiesen ist. Dennoch handelt es sich bei der Luft/Wasser-Wärmepumpe um die beliebteste und praktischste Wärmepumpen-Art. Sie ist günstig, braucht wenig Platz und lässt sich flexibel innen oder außen aufstellen. Bei Wärmepumpen für Erdwärme und Grundwasser existiert hingegen nur die Innenaufstellung.

Die Nachteile der Erdwärme und Grundwasserwärme erscheinen auf den ersten Blick gravierend zu sein. Vor allem die hohen Kosten für die Erschließung der Wärmequelle machen Hausbesitzer skeptisch.

Allerdings amortisiert sich die Investition schnell. Zudem sind Sie unabhängig von fossilen Brennstoffen und ihren Preisen. Als Besitzer einer Erdwärmepumpe haben Sie relativ gleichbleibend niedrige Energiekosten. Außerdem fördert der Staat dieses umweltschonende und zukunftsweisende Heizsystem besonders.

Wärmequellen von Wärmepumpen Grafik
Die drei wichtigsten Wärmepumpen-Arten nutzen unterschiedliche Wärmequellen: Luft bei Luft/Wasser-Wärmepumpen, Wasser bei Wasser/Wasser-Wärmepumpen und Erde bei Sole/Wasser-Wärmepumpen.

Welche Varianten der Erdwärmegewinnung gibt es?

Es kommen vier verschiedene Varianten von Kollektoren zum Einsatz. Allen liegt das Drei-Kreislauf-Prinzip zugrunde: Der Sole-, Wärmepumpen- und Heizungskreislauf.

  1. Erdwärmesonden

    Erdwärmesonden werden vertikal über Bohrungen tief in das Erdreich gebracht. Die erforderliche Tiefe der Bohrung hängt unter anderem von den geografischen und geologischen Besonderheiten des Standorts ab. Dementsprechend ist die Installation meist aufwendig. Kommt die Wärme für die Erdwärmepumpe aus diesen Tiefen, erreichen Sie durch die gleichbleibend hohe Temperatur jedoch ganzjährig eine konstante Leistung.

  2. Flächenkollektor

    Alternativ könnte eine Erdwärmepumpe mit Flächenkollektor für Sie interessant sein. Sie stellt eine preiswertere Alternative dar, erfordert aber viel Fläche. Denn die Erdkollektoren liegen mit 1,5 Metern nur knapp unterhalb der Erdoberfläche und benötigen in etwa doppelt so viel Platz wie die Wohnfläche.

    Diesen Bereich sollten Sie nicht bebauen oder befestigen. Beispielsweise könnte das Wurzelwerk von Pflanzen oberhalb des Kollektors diesen beschädigen. Darüber hinaus sollte der Boden regendurchlässig und nicht beschattet sein, sodass er sich aufwärmen kann. Schließlich beeinflussen die Sonneneinstrahlung und natürliche Wärme des Bodens die verfügbare Erdwärme.

  3. Grabenkollektor

    Grabenkollektoren sparen deutlich mehr Platz. Sie lassen sich mit einer Breite von bis zu 2 Meter auch auf kleineren Grundstücken realisieren und liegen ähnlich wie Flächenkollektoren knapp unter der Erdoberfläche.

  4. Erdwärmekörbe

    Erdwärmekörbe gewinnen die Wärme für die Heizung aus dem Erdreich mit einer Spiralfeder.

Funktionsweise einer Erdwärmepumpe Grafik
Eine Erdwärmepumpe kann entweder mittels einer Erdwärmesonde oder mehrerer Erdwärmekollektoren Wärme aus dem Boden ziehen und zum Heizen nutzen.

Kosten und Förderung einer Erdwärmepumpe

Insgesamt können Sie für die Kosten der Anschaffung und Inbetriebnahme der Sole/Wasser-Wärmepumpe mit zirka 35.000 Euro rechnen. Besonders die Kosten für die Erschließung fallen ins Gewicht und gelten für die Erdwärmepumpe als Nachteil. Dabei gestalten sich die Bohrungen für die Erdsonde kostspieliger als die Arbeiten für Flachkollektoren.

Und trotzdem ist die Geothermie lukrativ. Das Umweltbundesamt stellt fest, dass für einen klimaneutralen Gebäudesektor gut gedämmte Gebäude mit Wärmepumpen maßgeblich sind.2 Deshalb springt der Staat mit Förderung ein. So kann Ihr Beitrag zum Klimaschutz gleichzeitig wirtschaftlich sein. 

Wie bereits erwähnt, lässt sich der Strombedarf für den Betrieb der Erdwärmepumpe über eine Photovoltaikanlage ebenfalls regenerativ und weitgehend autark decken. Eine Sole/Wasser-Wärmepumpe liegt beim Verbrauch im Mittelfeld der Wärmepumpen-Arten. Die günstigere Luftwärmepumpe verbraucht oft am meisten Energie und die stromsparende und effiziente Wasserwärmepumpe am wenigsten. Das hängt aber natürlich von dem jeweiligen Modell und seinen Kennzahlen ab. Es gibt beispielsweise auch sehr effiziente Luft/Wasser-Wärmepumpen.

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Checkliste: So gehen Sie bei Planung und Anschaffung vor

Das Potenzial der Sole/Wasser-Wärmepumpe können Sie nur dann ausschöpfen, wenn sich der Standort für das System eignet und Sie die Installation bestmöglich planen. Auch um eine Förderung sollten Sie sich frühzeitig kümmern. Wir nennen Ihnen im Folgenden die wichtigsten Anhaltspunkte, die Sie bei Ihrer Entscheidung für eine Erdwärmepumpe berücksichtigen sollten.

Bestandsaufnahme

  • Ziehen Sie einen Heizungsfachbetrieb hinzu, der den Bedarf an Wärme ermittelt.
  • Prüfen Sie, ob Ihr Objekt die baulichen Voraussetzungen für die Erdwärmepumpe erfüllt.
  • Lassen Sie eventuell eine geothermische Standortbewertung von einem auf Erdwärme spezialisierten Planungsunternehmen durchführen. Zudem gibt es in den meisten Bundesländern auf den Seiten der geologischen Dienste sogenannte „Potenzialkarten“, welche über die geothermischen Verhältnisse an dem jeweiligen Standort informieren. 
  • Beachten Sie behördliche Auflagen.
  • Holen Sie sich gegebenenfalls behördliche Genehmigungen ein.
    • In jedem Fall für Erdwärmesonden.
    • In Wasserschutzgebieten oder bei Kontakt mit Grundwasser auch für Kollektoren.
    • Beachten Sie auch, dass jedes Bundesland eigene Regelungen zur Erdwärme hat.

Planung

  • Holen Sie verschiedene Angebote von Heizungsfachbetrieben sowie Bohrunternehmen ein und lassen Sie sich beraten.
  • Der gewählte Heizungsfachbetrieb muss die Anlage effizient planen und die Dimensionierung der Wärmepumpe anhand des berechneten Wärmebedarfs vornehmen.
  • Achten Sie bei der Auswahl des Geräts auf eine hohe Jahresarbeitszahl (JAZ), und falls gewünscht auf eine Kühlfunktion.
  • Prüfen Sie die Kopplung des Wärmepumpen-Modells mit Photovoltaik.

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Förderung

  • Gleichen Sie die Förderbedingungen ab.
  • Holen Sie sich einen Kostenvoranschlag ein von einem Fachbetrieb in Ihrer Nähe für die Installation der Erdwärmepumpe. 
  • Stellen Sie den Förderantrag vor dem Beginn der Arbeiten.

Umsetzung

  • Beauftragen Sie den Heizungsbauer nach dem positiven Förderbescheid. 
  • Lassen Sie einen hydraulischen Abgleich durchführen.
  • Weisen Sie beim Fördergeber nach dem Einbau und der Inbetriebnahme die Umsetzung nach.

Die Installation der Erdwärmepumpe ist aufwendig, zahlt sich aber aus

Eine Sole/Wasser-Wärmepumpe lohnt sich – wie die anderen Arten auch – vor allem für Hausbesitzer, die in ihrem gut gedämmten Eigenheim ganzjährig und unabhängig auf frei verfügbare Wärme setzen und in eine klimaneutrale Zukunft investieren möchten.

Erdwärmepumpen sind durch Ihren hohen Wirkungsgrad besonders effizient und verringern dadurch die Stromkosten. Gleichzeitig halten insbesondere Erdwärmesonden sehr lange. Die Sole/Wasser-Wärmepumpe kommt also auch nachfolgenden Generationen zugute und erhöht den Wert Ihrer Immobilie. Daher lohnt sie sich trotz des höheren Installationsaufwands. Wenn Sie Erdwärmekollektoren, statt Erdwärmesonden einsetzen, sparen Sie Aufwand und Kosten. 

Passt die Solewärmepumpe doch nicht optimal zu Ihren Bedürfnissen und Ihrem Grundstück, ist die Luft/Wasser-Wärmepumpe eine perfekte Alternative. Denn diese Wärmepumpen-Art kommt für so gut wie jeden in Frage. Sie ist besonders flexibel und anspruchslos – und die Anschaffungskosten sowie der Installationsaufwand deutlich geringer.

 

1 Statistisches Bundesamt: KORREKTUR: Über zwei Drittel der im Jahr 2020 gebauten Wohngebäude heizen mit erneuerbaren Energien

2 Umweltbundesamt: Umgebungswärme und Wärmepumpen

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Hilke Ohrt,
M.A. phil.

Über den Autor

Hilke Ohrt ist studierte Germanistin (M.A. phil.) und arbeitet seit vielen Jahren als freiberufliche Journalistin. Sie schreibt unter anderem für die Bauwirtschaft. Ihre Schwerpunkte liegen auf dem Bauen und Wohnen sowie der Wärme- und Heiztechnik.

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