Häufig gestellte Fragen (FAQ)
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Was ist ein Erdwärmenetz (Anergienetz)?
Ein Erdwärmenetz, auch Anergienetz genannt, besteht grundsätzlich aus drei Komponenten:
- Erdwärmesonden (Erdkollektoren) dienen dazu, die im Untergrund vorhandene Wärme zu fördern (bei oberflächennaher Geothermie rechnen wir in Bremen mit etwa 15° warmem Wasser).
- Ein Leitungsnetz aus Vor- und Rücklaufleitung transportiert diese Wärme zu den angeschlossenen Gebäuden.
- In den Gebäuden sorgen Erdwärmepumpen als sogenannte Wärmeübergabestationen dafür, die Wassertemperatur auf die benötigte Vorlauftemperatur anzuheben.
Warum wollen wir ein Erdwärmenetz errichten?
In dichtbebauten Stadtteilen ist die zu 100% erneuerbare Erdwärme durch ein Netz für alle verfügbar. Ein langfristig klimaneutrales Erdwärmenetz verteilt die Risiken und Kosten einer Bohrung auf das ganze Netz. Das Netz ist beliebig skalier- und erweiterbar, es ist kombinierbar mit Solarenergie und Abwärmenutzung und es ist offen für weitere technische Fortschritte.
Warum organisieren wir uns als Genossenschaft?
Die Organisationsform einer Genossenschaft sichert die Beteiligung und das Mitspracherecht der Bürger, sie fördert die Akzeptanz, sie ermöglicht günstige, nachhaltige und stabile Wärmekosten sowie lokale Wertschöpfung und Unabhängigkeit von Großversorgern.
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Wie teuer ist eine Erdwärmeanlage?
Eine Erdwärmeanlage besteht generell aus drei Teilen – der Wärmepumpe, der Vor- und Rücklaufleitung und den Sonden/Kollektoren.
Eine grobe Schätzung besagt, dass man pro lfd. Meter Erdsonde 70-100 € bezahlen muss. Da in unserer Region rund 50 W pro Meter an Wärme gewonnen werden, würden bei 1 kW Wärmepumpenleistung ca. 1.400 bis 2.000 € für die Erschließung der Quelle aufzuwenden sein.
Hinzu kommt die Wärmepumpe selbst, die bei einer Leistung vom 10 kW mit 8.000 – 12.000 € zu Buche schlägt.
Einsparungen beim Bau gegenüber einer konventionellen Heizung entstehen u.a. dadurch, dass man keinen Schornstein mehr benötigt. Ansonsten kann die Wärmepumpe quasi nahtlos alle Funktionen der bisherigen fossilen Heizung übernehmen.
Zur Nutzung von Erdwärme in einem gemeinsam betriebenen Versorgungsnetz müssen zunächst das Netz und der jeweilige Hausanschluss gebaut werden. Dies verursacht zusätzliche Kosten gegenüber der bisherigen fossilen Heizung und auch gegenüber einer nur für den Eigenbedarf konzipierten Erdwärmepumpe, die kein Netz benötigt. Gleichzeitig entsteht durch den gemeinschaftlichen Ansatz das Potential, die Gestehungskosten zu reduzieren. Es können deutlich mehr Erdsonden, Wärmepumpen und Verlegearbeiten gleichzeitig beauftragt werden - zugleich ergeben sich Mengenrabatte bei den Zulieferbetrieben. Die daraus entstehenden Kostenvorteile kommen allen Mitmachern zu gute.
Betrachtet man die Vollkostenrechnung von fossilen und Erdwärme-Heizungen über 20 Jahre, dann liegt eine Wärmepumpe auf Grund der deutlich geringeren Kosten für die eingesetzte Energie klar unter den Kosten einer Öl- oder Gasheizung. Dies gilt selbst bei einer Fortschreibung der heutigen Konditionen, ohne Berücksichtigung der jederzeit möglichen Gaspreisschwankungen und ohne die Einpreisung steigender CO₂-Kosten, die Öl und Gas zusätzlich dramatisch teurer machen werden.
Ist Erdwärme teurer als Heizöl oder Gas?
Die Erschließung von Erdwärme verursacht höhere Investitionskosten als eine konventionelle Heizung. Die Betriebskosten sind jedoch niedriger, da die Beschaffung von Brennstoffen wegfällt.
Gerade bei steigenden Erdöl- und Erdgaspreisen können Erdwärmeanlagen wirtschaftlich bereits konkurrieren. Würden bei den konventionellen Heizsystemen die externen Kosten (CO₂, NOx) in der notwendigen Höhe mitberücksichtigt, wären Erdwärmesondenanlagen heute schon deutlich günstiger. Bei den Investitionskosten sind mit der Entwicklung von neuen Systemen und Verfahren – insbesondere beim Betrieb einer gemeinschaftlichen Erdwärmeversorgung – weiterhin starke Kostensenkungen zu erwarten.
Werden die aktuellen Betriebskosten einer Gasheizung weiterhin monatlich eingesetzt, sind die Investitionskosten in ein Erdwärmepumpensystem nach rund 15 Jahren abgeschrieben. Danach sind deutlich geringere Heizkosten zu erwarten, insbesondere dann, wenn zusätzlich die Preise der fossilen Brennstoffe weiter steigen.
Ist das Ganze überhaupt bezahlbar?
Ja, selbst wenn man nur die Heizkosten von Mai 2022 solange fortschreibt, bis die Anfangsinvestitionen bezahlt sind, heizt man spätestens nach rund 15 Jahren zu dramatisch günstigeren Konditionen – und das bei ständig unvorhersehbar steigenden Kosten für die fossilen Brennstoffe.
Was kostet ein Wärmepuffer?
Der Preis des Pufferspeichers hängt vor allem von der Größe und der eingesetzten Technologie ab. Ein einfacher Wärmespeicher mit einem Volumen von 500 Litern kostet zwischen 900 und 1.300 €. Ein Schichtspeicher – ein Pufferspeicher, welcher Wasser der Temperatur nach schichtet – mit doppeltem Fassungsvermögen kostet ca. 2.000 bis 3.000 €. Sogenannte Kombispeicher, die sowohl Heiz- als auch Brauchwasser erhitzen, haben bei gleichem Volumen ähnliche Kosten.
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Trägt Erdwärmenutzung zur Erwärmung der Erde bei?
Nein. Und mit jeder neuen Quelle von regenerativ erzeugtem Strom sinkt die Klimabelastung. Also wird mit jeder geothermischen Installation, welche einen Verbrennungsprozess ersetzt, die Atmosphäre von künstlich erzeugten Abgasen entlastet. Dann bleibt noch die Aufgabe, die Produktion von Wärmepumpen, von Photovoltaikanlagen und der anderen Gerätschaften unter CO₂-Gesichtspunkten zu optimieren.
Gefährdet die Erdwärmenutzung das Grundwasser?
Nein. Über 90 % des genutzten Grundwassers wird aus oberflächennahen Lockergesteinen gefördert. Wärmeentzug aus diesem Grundwasser wäre zwar grundsätzlich möglich, dabei handelt es sich aber nicht um Erdwärme im eigentlichen Sinne, sondern um klimatisch bedingte Umgebungswärme, also „Wärme von oben“.
Bei jeglicher Bohrung durch genutzte Grundwasserhorizonte gilt es, eine vertikale Zirkulation von Wässern aus anderen Grundwasserhorizonten zu vermeiden. Tondichtungen und Zementation der Verrohrungen sind erprobte Methoden in der Bohrtechnik. Die Leitungen, durch die die Sole durch die Erde zur Wärmepumpe zirkuliert, werden mit Bentonit vergossen. Dadurch sind sie von der Umgebung dicht abgeschlossen und können gleichzeitig besser die Umgebungswärme aufnehmen.
Überdies: Grundwasservorkommen sollten nicht angetastet werden! Daher verbietet sich die in der Vergangenheit oft genutzte Variante, eine Wärmepumpe direkt mit Grundwasser zu betreiben. Dabei wurde das Wasser nach Gebrauch über einen sog. Schluckbrunnen wieder dem Grundwasser zugeführt. Um die wertvolle Ressource Grundwasser nicht noch mehr zu belasten und die Gefahr einer Kontamination auszuschließen, sollte diese Methode nicht mehr angewandt werden.
Können die Häuser über den Erdwärmesonden gefährdet sein?
Viele Menschen haben Befürchtungen, dass Erdwärmebohrungen zu Erdbeben, Absackungen oder Hebungen im Untergrund führen können.
Oft zitiert wird ein Vorfall aus dem Jahr 2007 in der Stadt Staufen. Dort wurden Erkundungsbohrungen mangelhaft ausgeführt und die besonderen geologischen Verhältnisse nicht ausreichend beachtet.
Dies führte dazu, dass Grundwasser in eine angebohrte Anhydritschicht eindringen konnte und sich der Anhydrit in Gips mit deutlich höherem Volumen umwandelte. An der Oberfläche führte die zu teilweise deutlichen Rissen in Gebäuden.
Als Folge dieser Mängel wurden die Bestimmungen und Vorschriften, die an Erdwärmebohrungen zu legen sind, deutlich verschärft. Die geologischen Voraussetzungen müssen bei der Planung penibel beachtet werden und Probebohrungen werden genau protokolliert und geben Aufschluss über die lokalen Verhältnisse.
Daher ist die Gefahr der Wiederholung eines solchen Ereignisses nicht mehr wahrscheinlich.
Hier in Norddeutschland ist die Gefahr eines Erdbebens und die Verseuchung des Grundwassers durch Fracking in der Gegend um Verden deutlich größer. Dort wird in Tiefbohrungen das umliegende Gestein durch Einleitungen unter hohem Druck gesprengt und dort noch vorhandenes Erdgas freigesetzt und gefördert. Das hat aber nichts mit Erdwärme zu tun.
Hat die Erdwärmenutzung einen negativen Effekt auf das Pflanzenwachstum?
Mit dem Gebrauch der Erdwärme wird keine für Flora und Fauna benötigte Energie entzogen. Bis in eine Tiefe von rund 20 Metern wird die Bodentemperatur durch die Sonneneinstrahlung und die mittlere Temperatur der Klimazone dominiert. Das Pflanzenwachstum wird vollständig von diesen Einflüssen bestimmt. Der Erdwärmefluss ist zu gering, um in diesem Tiefenbereich eine messbare Temperaturveränderung zu bewirken. Eine Senkung der Erdtemperatur in tieferen Bereichen ist an der Oberfläche nicht feststellbar und wird während der Regenerationsphase im Sommer wieder ausgeglichen.
Schont Erdwärme die Umwelt mehr als Heizöl oder Gas?
Ja, es handelt sich um eine CO₂-freie Energiequelle, die keine schädlichen Abgase produziert. Natürlich wird eine Wärmepumpe mit Strom betrieben. Und der kommt hoffentlich bald aus regenerativen Quellen – vielleicht sogar zum Teil vom eigenen Dach?
Dennoch darf man nicht vergessen, dass auch die Herstellung der erforderlichen technischen Geräte und Materialien Energie benötigt und wahrscheinlich auch CO₂ erzeugt.
Aber Erdwärme stammt aus einheimischen Quellen, welche umweltbelastende Transporte überflüssig machen und sie ist unerschöpflich. Die Wärme liegt quasi „vor dem Haus“.
Können bei einem laufenden Erdwärmenetz nach einiger Zeit Probleme auftauchen, weil das Erdreich auskühlt oder Sonden möglicherweise vereisen?
Wenn dies der Fall ist, so ist die Anlage falsch ausgelegt, d.h. die entzogene Wärmemenge ist höher als angenommen, die Bohrsonden liegen zu nahe beieinander oder der Untergrund wurde nicht richtig bewertet. Dies kann man verhindern, indem man die Planung in professionelle Hände legt.
Zusätzlich kann in den Sommermonaten die Erdwärme zur Kühlung genutzt werden. Diese Wärme, die man im Sommer insofern durch Kühlung der Räume gewinnt, kann der Erde wieder zugeführt werden. Dadurch speichert man zumindest einen Teil der im Winter entzogenen Wärme, man regeneriert sozusagen den Wärmespeicher Erde.
Macht die Erdwärmepumpe Lärm?
Nein. Auf jeden Fall nicht mehr als jedes andere Heizsystem.
Die im Boden liegenden Sonden arbeiten vollkommen geräuschlos. Die Wärmepumpe selbst ist nicht lauter als ein moderner Geschirrspüler.
Bei Luft-Wärmepumpen werden oft die Geräusche der im Freien liegenden Wärmetauscher mit Ventilatoren als störend empfunden. Sie sind daher in innerstädtischen Bereichen nicht so gern gesehen wie Erdwärmepumpen, um die es in diesem Projekt geht.
Gibt es weitere Vorteile einer Erdwärmepumpe gegenüber einer Luftwärmepumpe?
In dichtbebauten Stadtteilen ist der Rückgriff auf das Heizen mit einer Luftwärmepumpe oft nicht möglich entweder aus Platzgründen (fehlende oder nur schwer zugängliche Aufstellfläche) oder aus Gründen der Lärmbelästigung. Darüber hinaus bietet die auch Sole-Wasser-Wärmepumpe genannte Erdwärmepumpe eine Vielzahl weiterer Vorteile gegenüber eine Luftwärmepumpe etwa hinsichtlich der Effizienz (unabhängig von der Außentemperatur), der Sicherheit, der Langlebigkeit und der Umweltverträglichkeit. Das Fachportal für Gebäudetechnik haustec.de hat gerade ein flammendes Playdoyer für die Nutzung von Erdwärmepumpen veröffentlicht, vgl.https://www.haustec.de/heizung/waermepumpen/erdwaerme-das-sind-die-vorteile-von-sole-wasser-waermepumpen?utm_campaign=NL20250414&utm_medium=newsletter&utm_source=haustec&utm_term=Ein+Pl%C3%A4doyer+f%C3%BCr+die+Erdw%C3%A4rme
Was sind die Vorteile von Erdwärme gegenüber Solarthermie?
Erdwärme ist rund um die Uhr und zu jeder Jahreszeit gleichmäßig verfügbar, also immer dann, wenn man die Energie wirklich benötigt.
Aber Solarthermie ist eine sehr gute Ergänzung und bietet zusätzliche Möglichkeiten.
Welche Bedeutung hat Erdwärme für Deutschland?
Die Geothermie stellt in Deutschland neben Wind, Sonne und Wasser die einzige Möglichkeit dar, eine regenerative Energieversorgung mit einer einheimischen Ressource zu entwickeln.
Es gibt Untersuchungen, z. B. vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg, die zeigen, dass es problemlos möglich ist, mit Wärmepumpen fast den gesamten Wärmebedarf in Deutschland zu decken – CO₂-frei, sicher, unerschöpflich, unabhängig!
Überdies kann es durch weitere Forschung gelingen, die Techniken, die Produkte und somit auch die Chancen der Erdwärmegewinnung weiterzuentwickeln.
Ist denn genug Erdwärme für alle da?
Von der Oberfläche strahlt Erdwärme mit einem mittleren Wärmestrom von 0,065 Watt pro Quadratmeter in den Weltraum ab. Das ist zwar nicht viel, zeigt aber, dass auf der Erde immer Wärme von unten nachströmt. Der schon mit heutigen technischen Mitteln erschließbare Untergrund bringt eine Energiereserve, welche den gesamten Energiebedarf auf hunderte von Jahren nachhaltig sicherstellen kann. Die Beschränkung liegt nicht bei der vorhandenen Erdwärmemenge, sondern bei der Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Erschließungstechniken. Erdwärme ist auch in Deutschland eine regenerative Ressource. Die Nutzung ist weder von Tageszeit noch von Wetter oder Klima abhängig. Sie kann jederzeit nach Bedarf und nicht nur nach Angebot gebraucht werden.
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Was macht eine Erdwärmepumpe im Haus?
Die Erdwärmepumpe, auch Sole-Wasser-Wärmepumpe genannt, zieht Wärme aus dem Erdboden. Dafür verantwortlich sind in den Erdboden eingebrachte Sonden (Erdkollektoren). Die Pumpen sorgen zum einen dafür, dass das warme Wasser (in Bremen rechnen wir bei einer Bohrtiefe von ca. 300 m mit einer Temperatur von etwa 15°) in den Leitungen zirkulieren kann. Und über einen Verdichtungsprozess - analog zum Prinzip eines Kühlschranks - nur umgekehrt - wird das Wasser auf die benötigte Vorlauftemperatur (bis zu 70°) angehoben.
Kann man sich auf Erdwärme alleine verlassen?
Erdwärme ist die zuverlässigste aller Energiequellen. Sie steht jederzeit nach Bedarf zur Verfügung. Der weit überwiegende Teil der Erdwärmesonden-Anlagen sind monovalente Heizsysteme, also Systeme, die keine andere Heizquelle miteinbeziehen.
Im Gegensatz dazu stehen andere Systeme, wie z. B. Luft-Wärmepumpen und solarthermische Heizsysteme, die auf unterstützende konventionelle Systeme angewiesen sind. Besonders im Winter sinkt bei diesen Systemen die Wärmeausbeute aufgrund der niedrigen Außentemperaturen und dann sollte die Möglichkeit bestehen, diese Spitzenlast anderweitig bereit zu stellen.
Kann ich den Heizwärmebedarf für mein Haus zu 100% mit Erdwärme abdecken?
Ja, aus den Versorgungsleitungen eines Anergienetzes, einer „kalten Nähwärmeversorgung“, entnimmt jeder Anlieger die für seinen Wärmebedarf benötigte Menge an Sole. Die verteilten Erdsonden „liefern“ sie an die Wärmepumpen. Durch eine fachgerechte Auslegung der Sonden kann der gesamte Wärmebedarf für die Heizung und für die komplette Warmwasserbereitung abgedeckt werden.
In unserem Projekt ist nicht jede/r Einzelne für seine Sonden verantwortlich. Diese werden gemeinsam geplant, beantragt, beauftragt und an das Versorgungsnetz angeschlossen. Auch die Wartung wird gemeinschaftlich organisiert.
Braucht man einen Zwischenspeicher bzw. Wärmepuffer?
Pufferspeicher bei Wärmepumpen dienen dazu, überschüssige Wärme zu speichern und bei Bedarf an das Heizungssystem abzugeben. Die Wärmeerzeugung wird sozusagen vom Wärmeverbrauch entkoppelt. So können auch weitere regenerative Energiequellen wie Photovoltaik, Solarthermie oder Biomasse erschlossen werden. Auch Sperrzeiten, die manche Energieversorgungsunternehmen beim Bezug von Wärmepumpenstrom verhängen, können so überbrückt werden.
Die Funktionsweise eines Pufferspeichers ist dabei denkbar einfach: Die Wärmepumpe liefert Wärme. Anstatt direkt auf den Heizkreislauf überträgt sie diese Wärme jedoch mit einem Wärmetauscher auf den Pufferspeicher. Das Wasser in dessen Inneren erwärmt sich dabei und speichert die aufgenommene Wärme. Die zu versorgenden Heizkörper sowie die Warmwasserbereitung beziehen anschließend ihre Wärme aus dem Pufferspeicher, was auch dann möglich ist, wenn die Wärmepumpe nicht in Betrieb ist. Der Speicher wird dann „entladen“.
Bei der Wahl des passenden Pufferspeichers gilt es jedoch zu beachten, dass dessen Größe an den tatsächlichen Wärmebedarf angepasst sein muss. Ein zu großer Speicher nimmt mehr Wärme auf, als der Heizkreislauf benötigt. Nicht abgerufene Wärme kann jedoch trotz der guten Wärmedämmung des Speichers im Laufe der Zeit verloren gehen. Ein passend dimensionierter Pufferspeicher reduziert solche Wärmeverluste auf ein Minimum.
Wärmepuffer: Welche verschiedenen Arten gibt es?
Es gibt verschiedene Arten von Warmwasserspeichern für Wärmepumpen:
- Der klassische Wärmespeicher, bestehend aus einem wärmegedämmten Behälter, der als Warmwasserspeicher von der Wärmepumpe versorgt wird. In seinem Inneren vermischt sich altes und neues Wasser, so dass im gesamten Speicher die gleiche Temperatur vorliegt.
- Der multivalente Wärmespeicher, der Wärme von mehreren verschiedenen Wärmequellen zur gleichen Zeit aufnimmt. Ein bivalenter Speicher nutzt zwei unterschiedliche Wärmequellen, häufig Solarthermie neben der Wärmepumpe.
- Der Schichtladespeicher, in dem Wasser unterschiedlicher Temperaturen in unterschiedlichen Schichten gespeichert ist. Das Auskühlen des Speichers wird so verlangsamt, was Energie und Kosten spart.
- Der Kombinationsspeicher, der zusätzlich zum Heizwasser auch Brauchwasser in einem eigenen Tank-im-Tank enthält. Das Brauchwasser bezieht dabei Wärme aus dem Heizwassertank und wird anschließend über einen eigenen Anschluss am Pufferspeicher zum Beispiel an Dusche oder Zapfstellen wie Wasserhähne geliefert.
- Der Hybrid-Speicher, ein kombinierter Pufferspeicher für Wärmepumpe und Photovoltaik-Anlage. Hier wird ein Batteriespeicher mit Solarstrom vom eigenen Dach geladen. Ist die Batterie voll, wird mit überschüssigem Strom eine Heizpatrone betrieben, die das Wasser im Wärmespeicher zusätzlich aufheizt.
- Der integrierte Pufferspeicher: der Speicher ist in der Inneneinheit der Wärmepumpe integriert. So verbraucht er kaum Platz.
Was ist die JAZ (Jahresarbeitszahl)?
Für viele ist die Jahresarbeitszahl (JAZ) ein Wert, der den Nutzen einer Wärmepumpe besser beschreibt als der technische Wert COP (Coefficient of performance). Der COP beschreibt das Verhältnis der durch die Wärmepumpe erzeugten Wärme zu der dazu nötigen Antriebsenergie (Strom) an. Er wird unter definierten Laborbedingungen gemessen und macht damit die Geräte unabhängig vom Ort untereinander vergleichbar.
Die JAZ berücksichtigt die unterschiedlichen Bedingungen im Verlauf eines Jahres und wird daher oftmals als die für die Energieeffizienz aussagekräftigere Kennzahl angesehen. Sie bildet den Mittelwert über diese Unterschiede.
Allerdings ist die JAZ letztendlich eine Zahl, die auch die individuellen Bedarfe der Nutzer und die möglichen Fehler bei dem Bau des Gesamtsystems einbezieht. Das heißt, dass dann, wenn die Anlage fehlerhaft gebaut oder schlecht gewartet wird, sich dies in einer geringeren JAZ auswirken wird. Dies gilt ebenso dann, wenn sich die Bedienung und der Wärmebedarf bei verschiedenem Nutzerverhalten unterscheiden.
Was bedeutet die Leistungszahl COP?
Der Wert COP (Coefficient of performance) beschreibt das Verhältnis zwischen der erzeugten Nutzwärme und der eingesetzten Antriebsenergie.
Die Leistungszahl ist ein Maß für die Energieeffizienz einer Wärmepumpe unter bestimmten Betriebsbedingungen. Je größer der COP, desto besser nutzt die Wärmepumpe den eingesetztn Strom aus. (→ JAZ)
Kann Erdwärme mit einer Solarthermie-Anlage gekoppelt werden?
Ja. Besonders sinnvoll ist dies, wenn man bedenkt, dass man überschüssige Wärme aus den Spitzenzeiten (Sommer, Mittagszeit) in den Untergrund einspeisen kann und damit das Regenerationsvermögen der Sonden erhöht. Das heißt, das Umfeld der Sonden erwärmt sich dadurch und das Gestein wirkt wie ein natürlicher Speicher.
Kann man mit Erdwärmesystemen auch kühlen?
Die Kühlung über eine Erdsonde ist eine sehr kostengünstige Möglichkeit. Nicht nur im Bürobereich, sondern auch im Wohnbereich sehen wir einen immensen Bedarf in der Zukunft.
Bei der direkten Kühlung wird die Untergrundtemperatur aus der Sonde über einen Wärmetauscher direkt an die Heizungsanlage übergeben. Da die Wärmepumpe in diesem Fall ausgeschaltet bleibt und lediglich die Umwälzpumpe arbeitet, entstehen sehr geringe Betriebskosten. Diese liegen um Größenordnungen unter denen einer elektrisch betrieben Klimaanlage!
Was ist der Unterschied zwischen mono- und bivalenten Wärmepumpensystemen?
Beim monovalenten Betrieb wird die Wärmepumpe als alleinige Wärmequelle verwendet.
Der bivalente Einsatz von Wärmepumpen ist gekennzeichnet durch die Kombination der Wärmepumpe mit anderen Heizsystemen und Wärmeerzeugern. So kann z. B. eine bereits vorhanden Brennwerttherme weiter genutzt werden, um mit kleiner dimensionierten Wärmepumpen den Normalbetrieb zu sichern und bei tiefen Aussentemperaturen die Spitzenbedarfe mit anderen Systemen abzudecken
Wie tief muss bei Erdwärmesonden gebohrt werden?
Die Tiefe der Bohrungen richtet sich zunächst nach dem Wärmebedarf des Gebäudes. Darüber hinaus sind die wärmeleitenden Eigenschaften der darunter liegenden Gesteine sowie das Vorhandensein von Grundwasser am Standort von Bedeutung für die korrekte Auslegung. Es ist aber immer sinnvoller, wenige tiefere Bohrungen einzubringen als viele kurze.
In Abhängigkeit all dieser Randbedingungen gewinnt man in Bremen mit 100 m Erdsonde rund 4-5 kW Heizleistung.
Bis zu einer Bohrtiefe von 100 m benötigt man eine Erlaubnis der unteren Wasserschutzbehörde. Bei größeren Bohrtiefen muss eine bergbaurechtliche Genehmigung beantragt werden.
Nach der von der Energiekonsens Bremen GmbH mit Mitteln des Bremer Umweltsenats in Auftrag gegebenen und im Februar 2023 von Prof. Dr. Thomas Giel vorgestellten Machbarkeitsstudie für die Humboldtstraße sowie bisher in Bremen bereits erfolgten (privaten) Bohrungen gehen wir für unser Gebiet im Schnitt mit einer Bohrtiefe von etwa 300 m aus.
Wie viele Bohrungen braucht man?
Die Anzahl der Bohrungen hängt natürlich ebenfalls vom Wärmebedarf und dem Gestein/Grundwasser ab. Oftmals gilt: Wenige tiefe Bohrungen sind besser als viele kurze Bohrungen.
Hier in der Region kann man davon ausgehen, dass man pro Meter Erdsonde rund 50 W Wärmeleistung gewinnt. Das bedeutet pro 100 Meter Sondenlänge rund 5kW Heizleistung.
Welchen Durchmesser hat eine Bohrung?
Bohrungen haben in der Regel einen Durchmesser zwischen 140 und 160 mm – also nicht viel größer als ein Bierdeckel.
In diese Bohrung wird eine Zirkulationsleitung eingebracht. Diese wird danach mit einer Bentonitmasse verfüllt. Das garantiert einen guten Wärmeschluss mit der Umgebung und schützt gleichzeitig die Zirkulationsleitung und das umschließende Erdreich.
Wie lange dauern Genehmigungen für Erdwärmebohrungen?
Die Genehmigung bei der Unteren Wasserbehörde erhalten Sie bei vollständiger Einreichung der Antragsunterlagen meist innerhalb von 30 Tagen. Eine bergrechtliche Genehmigung, welche für Sonden > 100 m Tiefe erforderlich ist, erfolgt meist wesentlich schneller. Das sind aber erfragte Erfahrungswerte.
Letztendlich wird das gesamte Genehmigungsverfahren - also auch die Bearbeitungszeit - vom Wohlwollen und vom Nachdruck beeinflusst, mit dem seitens der Politik und der Verwaltung die Abkehr von fossilen Brennstoffen vorangetrieben wird!
Welche Probleme können im Betrieb auftreten?
Bei fachgerechter Planung arbeitet die Anlage über viele Jahre wartungsfrei und damit auch problemlos.
Probleme entstehen oft, wenn die Planung der Anlage nicht ordnungsgemäß oder nur teilweise erfolgt bzw. die Errichtung nicht durch Fachfirmen ausgeführt wird. Dies ist im Vorfeld genau zu überprüfen.
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Erdwärme ist gut, aber muss ich vorher das ganze Haus isolieren und umbauen?
Nein, man kann auch mit einer Erdwärmepumpe beginnen und später Zug um Zug mit dem eingesparten Geld das Haus energetisch verbessern. Ganz wie man will.
Wenn es jetzt möglich werden wird, seine Erdwärme über die gemeinsame Versorgung aus einem Anergienetz zu beziehen, warum nicht gleich?
Kann ich meine alte Brennwerttherme einfach gegen eine Wärmepumpe austauschen?
Ja. Es gibt Wärmepumpen, die Vorlauftemperaturen von 60 bis 70°C aus der Erdwärme erzeugen können. Da die Wärmepumpe hier etwas mehr Arbeit verrichten muss, wird auch etwas mehr Strom benötigt. Der COP (Messwert für die Effizienz) einer Wärmepumpe ist dann nicht mehr ganz so hoch, aber der Nutzen bleibt immer noch weit besser, als bei einer Brennwert-Therme.
Das Gute ist: Besser werden kann man dann immer noch! Wenn z. B. irgendwann neue, besser gedämmte Fenster eingebaut werden, sinkt der Wärmebedarf und man verbraucht mit derselben Wärmepumpe weniger Strom.
Und was mache ich mit meiner fast neuen Brennwerttherme?
Es sollte sich keiner unnötigen Stress machen. Jeder kann sich dann anschließen, wenn ihm danach ist. Und das ohne Nachteile.
Wir wissen oder fürchten, dass die Lebensdauer der Brennwert-Geräte nicht mehr allzu groß ist. Heute sind diese Thermen eher auf Verschleiß und Wiederbeschaffung ausgelegt.
Es gibt auch die Möglichkeit, bereits vor einer anstehenden thermischen Ertüchtigung eines Hauses für den Normalbetrieb eine ausreichend dimensionierte Wärmepumpe einzusetzen. Spitzenbedarfe bei geringen Aussentemperaturen werden dann mit der bereits vorhandenen Brennwerttherme abgedeckt. Das nennt man „bivalenter Betrieb“.
Muss ich mich jetzt für eine Wärmepumpe entscheiden oder kann ich mich auch später anschließen?
Im Moment planen wir ein Modellprojekt. Natürlich wäre es toll, wenn sich so viele Menschen wie möglich daran beteiligen. Aber es wäre nicht besonders schlau, neue Geräte zu entsorgen, nur weil es auf einmal einen besseren Ansatz gibt. Daher vermeidet man lieber diese andere Form der Energieverschwendung. Jeder kann sich selbst ausrechnen, wann für ihn oder sie der beste Zeitpunkt ist, umzusteigen und die dann geringeren Heizkosten mitzunehmen. Die Wärmepumpe selbst ist nicht lauter als ein moderner Geschirrspüler.
Bei Luft-Wärmepumpen werden oft die Geräusche der im Freien liegenden Wärmetauscher mit Ventilatoren als störend empfunden. Sie sind daher in innerstädtischen Bereichen nicht so gern gesehen wie Erdwärmepumpen, um die es in diesem Projekt geht.
Durch Aufstockung des Gebäudes habe ich nach zehn Jahren einen viel höheren Heizwärmebedarf. Funktioniert dann meine Erdwärmeheizung noch?
Ändert sich der Wärmebedarf eines Objektes, so sollte auch die Auslegung der Sonden und der Wärmepumpen angepasst werden. Hierzu ist es sinnvoll, die tatsächlichen Verbrauchszahlen der letzten Jahre und die gemessenen Vorlauftemperaturen aus den Sonden zu vergleichen. Es ist kein Problem ein vorhandenes System bei höherem Wärmebedarf mit einer weitere Wärmepumpe zu erweitern. Dann wird die Wärmeabforderung durch eine intelligente Steuerung jeweils entweder aus einem oder beiden Systemen optimiert geregelt.
An diesem Punkt zeigt sich der enorme Vorteil eines Anergienetzes. Ein gesteigerter Wärmebedarf erhöht die Entnahmemenge an Energie aus dem Versorgungsnetz. Wird dieses aber mit ausreichenden Sicherheiten und Erweiterungsmöglichkeiten geplant, dann kann dieser Bedarf problemlos gedeckt werden.
Erst fünf Jahre nach Heizungsumstellung auf Erdwärme bringe ich an mein Haus eine Wärmedämmung an. Welche Auswirkungen hat das?
Hier wird sich der Wärmebedarf reduzieren, was zu einer geringeren Belastung der gemeinsamen Versorgungsleitungen und der Sonden führt.
Maßnahmen zur energetischen Sanierung und damit zur Energieeinsparung sind immer ein wichtiger Schritt bei der Reduzierung des Energieverbrauchs. Letztendlich ist die Reihenfolge der einzelnen Maßnahmen von den finanziellen Möglichkeiten und der persönlichen Entscheidung abhängig.
Was passiert bei Stromausfall mit meiner Erdwärmeheizung?
Da die Wärmepumpe und die Umwälzpumpe Strom zum Antrieb benötigen, funktioniert die Heizung bei Stromausfall also nur, wenn dieser durch ein Notstromaggregat bereitgestellt wird. Im Übrigen versagen Öl- und Gasheizungen bei Stromausfall ebenfalls ihren Dienst.
Kurzzeitige Ausfälle des Stroms werden aber meist durch die wärmespeichernden Eigenschaften des Heizsystems oder durch zusätzliche Wärmepuffer überbrückt.
Sollte ich mit einer Erdwärmepumpe nur heizen oder auch das warme Wasser für meine Dusche oder Bad erzeugen?
Warmwasser - kommt doch aus der Leitung?!
Die Umstellung auf eine Wärmepumpe (egal, ob Erdwärme oder Luft) bringt mit sich, dass man sich mit etwas beschäftigen muss, was bisher einfach da war: das warme Wasser aus dem Wasserhahn ("Brauchwasser" genannt).
Wenn bisher das Warmwasser dezentral erzeugt wurde (durch Durchlauferhitzer, Boiler etc.), dann muss man das auch nicht ändern – Weiterlesen kann sich trotzdem lohnen!
Es gibt keine Lösung, die für alle passt – es gibt immer Vor- und Nachteile, individuelle Gegebenheiten und Vorlieben. Wir möchten hier helfen, dass Sie sich selbst ein Bild machen vor einer Beratung. Lösungen, die auf fossilen Energieträgern basieren betrachten wir dabei nicht.
Zentrale Lösungen
- Erdwärmepumpe Jede Wärmepumpe kann auch Heißwasser machen. Wie bei Gasheizungen muss sie dazu umschalten und eine höhere Temperatur produzieren – sie ist dann weniger effizient als im Heizungsbetrieb. Sie kann aber nicht die gleiche Leistung wie eine Gasheizung liefern, heizt das Warmwasser also langsam. Darum muss es in einem Speicher zwischengespeichert werden, was Speicherverluste bedeutet. Die Technik zum Umschalten und der Speicher selber verursachen zusätzliche Kosten und macht die Anlage komplexer (es kann also mehr kaputt gehen oder Effizienz kosten). Die Wärmepumpe ist seitens des Stromverbrauchs aber effizienter als alle folgenden Lösungen. Aus einer Kilowattstunde (kWh) Strom gewinnt sie ca. vier kWh Wärme.
- Elektroboiler Das sind alle elektrisch beheizten, gedämmten Speicher, die meist an der Wand hängen. Wie alle Speicher haben sie Speicherverluste. Sie lassen sich elektrisch einfach installieren, da sie nicht zwangsweise einen Starkstromanschluss erfordern. Sie wandeln Strom direkt in Wärme um, also eine kWh Strom wird zu einer kWh Wärme.
- Durchlauferhitzer Durchlauferhitzer bereiten Warmwasser nur dann, wenn man es braucht – damit fallen keine Speicherverluste an. Zudem sind sie günstig in der Anschaffung. Was zunächst wie eine ideale Lösung ausschaut, hat zwei Nachteile: Sie wandeln Strom nur 1:1 in Wärme um. Und aufgrund der hohen elektrischen Leistung kann man sie nicht einfach in die übliche Steckdose einstecken, sondern braucht eine entsprechend dimensionierte Starkstromleitung zum Aufstellungsort. Diese hohen Leistungsspitzen strapazieren zudem das Stromnetz, und mehrere Durchlauferhitzer erfordern ggf. einen stärkeren Hausanschluss.
- Brauchwasserwärmepumpe Brauchwasserwärmepumpen (BWWP) sind kleine Wärmepumpen, die der Raumluft Wärme entziehen. Nebenbei entfeuchten sie die Luft, weswegen man sie gerne im Keller aufstellt. Da sie nur langsam Wärme produzieren, sind sie immer mit einem Speicher kombiniert (das bedeutet auch Speicherverluste). BWWP sind weniger effizient als Erdwärmepumpen; sie gewinnen je nach Bedingungen zwischen drei und vier kWh Wärme aus einer kWh Strom. Sie brauchen eine geringe elektrische Leistung; man kann sie in der Regel einfach in eine Steckdose stecken. Sie sind eine gute Lösung, wenn man Strom über Photovoltaik selber produziert - so hat man den Großteil des Jahres kostenloses Warmwasser.
- Solarthermie Wenn Solarthermie vorhanden ist, könnte die Wärmepumpe an den vorhandenen Kombispeicher angeschlossen werden. Als Neuinstallation empfiehlt sich Solarthermie aber nicht mehr – die Dachflächen nutzt man besser mit Photovoltaik. Die Kombination von Photovoltaik und Solarthermie ist prinzipiell möglich – aber da gibt es bisher wenig Praxiserfahrungen.
Dezentrale Lösungen
- Elektroboiler Als Wandgeräte oder Untertischgeräte sind sie verbreitet und können meist an die Steckdose. Sie können günstig Zapfstellen mit warmem Wasser versorgen, die sonst lange Anschlussleitungen bräuchten. Ansonsten gilt das oben Gesagte, insbesondere zur Effizienz.
- Durchlauferhitzer Es gibt sie als Untertischgeräte mit Steckdosenanschluss für Handwaschbecken oder als Wandgeräte. Sie können günstig Zapfstellen mit warmem Wasser versorgen, die sonst lange Anschlussleitungen bräuchten. Ansonsten gilt das oben Gesagte zu Effizienz, Anschluss und Netzbelastung.