Erdwärmepumpe: Mit Energie aus der Erde heizen

Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe?

Die Erdwärmepumpe 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 über 60% aller neuen Wohngebäude sind Wärmepumpen zu finden.¹

Eine besonders umweltfreundliche und sparsame Lösung ist es, die Sole/Wasser-Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanklage zu koppeln und eigenen Solarstrom zu nutzen.

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 groß. Vor allem die hohen Kosten für die Erschließung der Wärmequelle machen Hausbesitzer skeptisch.

Allerdings amortisiert sich die Investition dank Förderung und niedriger Betriebskosten in der Regel schnell. Zudem sind Sie unabhängig von den Preisschwankungen fossiler Brennstoffe. Als Besitzer einer Erdwärmepumpe haben Sie deswegen relativ gleichbleibend niedrige Energiekosten.

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.

Kosten und Förderung einer Erdwärmepumpe

Insgesamt können Sie für die Kosten der Anschaffung und Inbetriebnahme der Sole/Wasser-Wärmepumpe mit zirka 50.000 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.

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/Grundstück 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 grob 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.

Förderung

• Informieren Sie sich über die Förderung für Wärmepumpen.
• Holen Sie sich einen Kostenvoranschlag für die Installation der Erdwärmepumpe von einem Fachbetrieb in Ihrer Nähe ein. 
• Stellen Sie gegebenenfalls einen Förderantrag vor dem Beginn der Arbeiten.

Umsetzung

• Beauftragen Sie den Heizungsbauer, wenn Sie einen positiven Förderbescheid erhalten haben. 
• 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 Wärmepumpen-Arten auch – vor allem für Hausbesitzer, die in ihrem 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 Heizkosten. 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 infrage. Sie ist besonders flexibel und anspruchslos – und die Anschaffungskosten sowie der Installationsaufwand deutlich geringer.

¹ BDEW: Beheizungsstruktur im Neubau in Deutschland 2021 – Baugenehmigungen

² Umweltbundesamt: Umgebungswärme und Wärmepumpen