Erdwärme­heizung – Kosten, Vergleich und Ertrag

 

Inhaltsverzeichnis

    Für wen lohnt sich eine Erdwärmeheizung?

    Eine Erdwärmeheizung eignet sich nicht für jedes Gebäude gleich gut. Lassen Sie sich bei der Wahl der optimalen Heizungsart für Ihren individuellen Bedarf professionell beraten. Besonders lohnt sich eine Erdwärmeheizung bei Gebäuden mit einer guten Wärmedämmung und einem daraus resultierenden niedrigen Energiebedarf – dies trifft meist auf Neubauten zu. Außerdem sollte das Haus über eine geringe Heizwassertemperatur verfügen, die durch Niedertemperaturtechnik ermöglicht wird. Schließlich benötigt der Hausbesitzer ausreichend Platz im Garten sowie eine Genehmigung für die Absorber-Technik.

    Die Entstehung von Erdwärme

    Die Erdwärmeheizung gewinnt die Wärmeenergie zum Heizen aus dem Boden. Bohrungen reichen in Tiefen von bis zu 100 Metern. Dort herrschende Temperaturen von 10 Grad Celsius, was für den Betrieb einer Erdwärmepumpe ausreichend ist.

    Die Ressource, auf die eine Erdwärmeheizung zugreift, ist die Erdwärme. Der große Vorteil dieser Energiequelle liegt darin, dass sie unerschöpflich, weltweit vorhanden, umweltfreundlich und unabhängig von Witterungsverhältnissen ist. Das Ausmaß an glühender Hitze, das sich im Erdinneren befindet, lässt sich anhand von Vulkanausbrüchen eindrucksvoll nachvollziehen. Auch heiße Quellen wie zum Beispiel Thermalquellen bezeugen die ungeheure Kraft der Erdwärme.

    Zwei Drittel der Erdwärme entsteht durch den Zerfall radioaktiver Stoffe. Die im Erdgestein enthaltenen Elemente Uran, Thorium und Radium erzeugen bei ihrem Zerfall Wärme. Dieser Prozess ist mit Kernbrennstäben in Atomkraftwerken zu vergleichen. Die vorhandene Wärme kann schließlich mit Hilfe einer Erdwärmepumpe effizient genutzt werden.

    Die zwei verschiedenen Arten von Erd­wärme­heizungen

    Es existieren zwei unterschiedliche Arten von Erdheizungen, die sich durch die Tiefe der Bohrung unterscheiden.

    Unter die Bezeichnung der oberflächennahen Geothermie fällt der Bereich, der in Erdtiefen von bis zu 400 m reicht. Die dort vorherrschenden Temperaturen von konstanten 10 Grad Celsius lassen sich mit Erdkollektoren, Erdsonden, aber auch mit einer Grundwasser-Wärmepumpe in Energie umwandeln. Diese Art der Geothermie ist in Deutschland weit verbreitet.

    Bislang weniger oft eingesetzt ist die Tiefen Geothermie, die bis in größte Tiefen vorstößt. Hier liegt ein großes Potential, um die Energiebilanz der Wärmeproduktion in Deutschland erheblich zu senken. Denn alleine die bis jetzt erschlossenen Quellen sind bereits dazu in der Lage, 25 % des deutschlandweiten Wärmebedarfs abzudecken.

    Aufbau und Funktionsweise in einzelnen Schritten

    Grafik: Erdwaermeheizung

    Der Aufbau einer Erdwärmepumpe gleicht weitestgehend dem Aufbau anderer Wärmepumpen-Arten wie zum Beispiel der Luft-Wasser- und Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Die Wärmepumpe nimmt die Umweltenergie zunächst auf und überträgt diese auf ein Kältemittel innerhalb der Wärmepumpe. Diese Kälteflüssigkeit verdampft (Schritt 1) durch diese Übertragung.

    Nachdem das erwärmte Kältemittel verdampft ist, kommt es zu einer Verdichtung (Schritt 2). Dadurch nehmen Temperatur und Druck zu, bis die notwendige Temperatur erreicht ist und das Heizsystem mit der erzeugten Wärme versorgt (Schritt 3) werden kann. Der Verdichtungsprozess erfordert Strom oder Gas. Der Verbrauch fällt bei diesem Prozess besonders niedrig aus, wenn der Unterschied zwischen Wärmequelle und Heizwasser möglichst klein ist.

    Das Kältemittel kühlt sich im Verlauf der Wärmeübertragung ab. Ein Drosselventil lässt dem Druck auf das Ausgangsniveau absinken. Durch diese Funktionsweise ist es der Erdwärmepumpe möglich, sich selber zu regenerieren (Schritt 4), um diesen Vorgang immer wieder von neuem zu starten.

    Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile

    Eine Erdwärmeheizung ermöglicht ökologisches und weitgehend autarkes Heizen. Ein solches Heizsystem kann auch gewinnbringend als Ergänzung zu einer bestehenden Gas-Brennwert-Heizung installiert werden. Die konkreten Vor- und Nachteile einer Erdwärmeheizung helfen bei der Planung:

    Vorteile

    • Unbegrenzt vorhanden
    • Kostenloser Energieträger
    • Unabhängig von Standort nahezu überall verfügbar
    • Umweltschonend (komplett CO2-neutral, wenn Strom auch regenerativ erzeugt wird)
    • Konstant und zuverlässig über das gesamte Jahr verfügbar
    • Unabhängig von Preisschwankungen fossiler Rohstoffe
    • Schnelle Amortisation
    • Staatliche Fördermittel reduzieren Anschaffungskosten
    • Geringe Betriebskosten
    • Geringe Heizkosten
    • Kaum Kosten für Wartungsbedarf
    • Erhöhte Betriebssicherheit im Vergleich zu Gas- oder Ölheizung
    • Möglichkeit der Kühlung im Sommer
    • Lange Lebensdauer

    Nachteile

    • Kostenintensiv bei Anschaffung
    • Hohe Installationskosten
    • Genehmigungs- bzw. Anzeigepflicht im Fall von Sondenbohrungen
    • Nicht geeignet für unsanierten Altbau
    Grafik: Animation Heizungsrechner

    Erdwärme im Kostenvergleich mit anderen Heizsystemen

    In der Anschaffung gibt es große Kosten Unterschiede zwischen den einzelnen Heizsystemen. Im Vergleich sind die Gasheizung und die Ölheizung kostengünstiger in der Anschaffung als die regenerativen Energieerzeuger. Hier der direkte Kostenüberblick:

    In der Anschaffung gibt es große Kosten Unterschiede zwischen den einzelnen Heizsystemen:

    EnergieträgerÖlGasHolzpelletsErdwärme
    Tankanlage1.500 €1.200 €1.300 €
    Schornstein, Abgas1.600 €600 €1.600 €
    Kessel/WP mit Zubehör3.400 €3.000 €6.700 €5.262 €
    Warmwasserspeicher800 €800 €800 €800 €
    Elektroinstallation/ Steuerung250 €250 €250 €250 €
    Wärmeverteilung3.300 €3.300 €3.300 €3.300 €
    Erdwärmesonden7.011 €
    Gesamt10.850 €9.150 €13.950 €16.623 €

    Auch die Kosten für den Betrieb der einzelnen Heizsysteme unterscheiden sich deutlich voneinander. Hier schneiden die regenerativen Energieerzeuger besser ab:

    EnergieträgerÖlGasHolzpelletsErdwärme
    Schornsteinfeger60 €40 € 100 €
    Wartung, Reinigung70 €50 €70 €
    Ersatz/ Reparatur50 €50 €50 €
    Versicherung50 €
    Gesamt230€140€220€0€

    Auf ein Jahr gerechnet, entstehen mit jedem Brennstoff unterschiedliche Heizkosten. Die nachfolgende Tabelle verschafft einen Überblick über die Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Brennstoffe:

    EnergieträgerÖlGasHolzpelletsErdwärme
    Heizkosten pro Jahr1.020 €850 €605 €363 €
    Grundpreis173 €65 €
    Hilfsantriebe50 €50 €50 €50 €
    Gesamt1.070 €1.073 €655 €478 €

    Auswertung der verglichenen Kosten

    Der Kostenvergleich der Heizsysteme Ölheizung, Gasheizung, Holzpelletheizung und Erdwärmeheizung bringt interessante Ergebnisse zutage, von denen Sie profitieren können. In der Anschaffung sind die beiden fossilen Energieträger Öl und Gas am kostengünstigsten. Wendet man sich jedoch den Betriebs- und Heizkosten zu, holen die regenerativen Energien – Holzpellets und Erdwärme – stark auf.

    Wer also langfristig plant, der kann jährlich Kosten durch eine Holzpellet- oder eine Erdwärmeheizung einsparen. Nach 20 Jahren Betrieb haben sich die verhältnismäßig hohen Investitionskosten einer Erdwärmeheizung sogar gegenüber einer effizienten Gasheizung amortisiert. Während sich sämtliche Kosten bei einer Gasheizung nach dieser Zeit auf 33.410 € belaufen, müssen für eine Erdwärmeheizung nur 26.183 Euro bezahlt werden. Eine ordentliche Einsparung von 7.000 €.

    Welche ist die wirtschaftlichste Heizung? Kosten nach 20 Jahren Betrieb im Vergleich:

    HeizungsartKosten nach 20 Jahren (in Euro)
    Ölheizung36.850
    Gasheizung33.410
    Pelletheizung30.550
    Erdwärmeheizung26.183

    Verschiedene Kollektorarten im Vergleich

    Es gibt für eine Erdwärmeheizung unterschiedliche Kollektorarten, die man gewinnbringend einsetzen kann. Die folgende Tabelle bietet eine Übersicht über die unterschiedlichen Arten von Kollektoren:

    Kollektor­artErdwärme­sondeFlach­kollektorenGraben­kollek­toren
    (Künetten
    Wärme­körbe
    (Energiekörbe)
    Montage
    • Tiefe Bohrung von ca. 100 m notwendig
    • Flächig unterhalb der Erdoberfläche
    • Bis zu zwei Meter unter der Oberfläche
    • Flächenartig unter der Erdoberfläche in sich überschneidenden Ringen
    • Ein bis zwei Meter Tiefe
    • Vertikal aufgewickelte Rohre, die in Gräben installiert werden
    Leistung50 Watt pro Meter25 Watt100 Watt pro Grabenmeter500 bis 1.000 Watt

    Planung einer Erdwärmeheizung und Kombinationsmöglichkeiten

    Eine Erdwärmeheizung sollte im Vorfeld exakt und professionell geplant werden. Achten Sie darauf, dass der Fachbetrieb, dem Sie sich bei einem solchen Projekt anvertrauen, bereits genügend Erfahrung auf diesem Gebiet gesammelt hat und über Routine verfügt.

    Wichtig für die Planung ist der Wärmebedarf der Immobilie und das Wärmepotential, das der Boden bereitstellt. Die entsprechende Berechnung wird im Fall eines Neubaus von einem Statiker und im Fall eines Altbaus von einem Energieberater durchgeführt. Das Wärmepotential des Bodens, welches auch als Kälteentzugsleistung bezeichnet wird, kann über die Untere Wasserbehörde, das geologische Landesamt oder über entsprechende Internetkarten ermittelt werden.

    Außerdem ist es bei der Planung wichtig, die Genehmigung von Erdwärmesonden, die Positionierung der Erdwärmebohrung und die Länge der Erdwärmesonden vorab genau zu kalkulieren. Hier ist die Beratung eines Fachbetriebes unerlässlich.

    Eine Erdwärmeheizung lässt sich zum Beispiel mit einer Photovoltaik-Anlage kombinieren. Die PV-Anlage erzeugt Strom, der für den Betrieb der Wärmepumpe optimal genutzt werden kann. Dadurch sinken die Betriebskosten der Heizung auf ein Minimum und der Betreiber ist weitgehend autark.

    FAQ – Noch Fragen?

    Kontaktieren Sie einen Fachbetrieb, um sich beraten zu lassen und schließlich die Umsetzung zu planen. Ein bewährter Hersteller von Wärmepumpen ist zum Beispiel das zur Bosch-Gruppe gehörende Unternehmen Buderus aus Wetzlar. Auch Junkers und Vaillant liefern auf diesem Gebiet höchste Qualität, um die energetische Bilanz von Gebäuden stark zu verbessern. Abhängig von Ihrer Präferenz führen die Marken Viessmann und Wolf ebenfalls hoch interessante Produkte in ihrem Portfolio.

    Einen Eindruck über die entstehenden Kosten einer Erdwärmeheizung liefert ein Preisbeispiel für die Investition, Installation und den Betrieb einer Erdsonde. Hier die Fakten in der Übersicht:

    FaktorKosten (in Euro)
    Investition in Wärmequelle7.000
    Kosten der Wärmepumpe8.000
    Kosten für Montage3.000
    Gesamtkosten18.000
    Betriebskosten Strom (pro Jahr)400

    Förderungen werden vor allem von dem BAFA und der KfW Bank bereitgestellt. Im Fall von Neubauten gibt es zum Beispiel das KfW Programm 153 sowie die Förderung von Großwärmepumpen. Bei Altbauten bieten sich unter anderem die KfW Programme 430, 151, 152 und 167. Kombinierbar mit einer BAFA Förderung sind allerdings nur 153 und 167.

    Achten Sie darauf, dass Sie die Fördermittel rechtzeitig und ordnungsgemäß beantragen. Alternativ sollten Sie einen Heizungsbauer wie ökoloco wählen, der einen kompletten Fördermittelservice anbietet und seinen Kunden den gesamten bürokratischen Aufwand abnimmt.

    Anders als bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe unterliegt die Nutzung der Erdkollektoren oder Grabenkollektoren keiner Genehmigungspflicht. Der Vorteil gegenüber der Luft-Wasser-Variante besteht darin, dass die Ausgangstemperatur im Winter wesentlich höher zu veranschlagen ist. Selbst bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt und einer vereisten Erdoberfläche, liegt die Erdtemperatur in etwa zwei Metern Tiefe immer noch bei circa zehn Grad Celsius.

    Die durchschnittliche Lebensdauer einer Erdwärmeheizung liegt bei etwa 20 Jahren. Eine regelmäßige Wartung begünstigt die Lebenserwartung der Heizung entscheidend.

    Ja. Dafür ist jedoch eine Bohrung notwendig, die in 500 bis 3000 m Tiefe vordringt. Stromgenerierung durch eine Erdwärmeheizung ist daher meist gewerblichen Auftraggebern vorbehalten, da ein solches Projekt die Heizlast eines Einfamilienhauses weit überschreiten würde.

    Um natürliche und sehr energiereiche Heißwasservorkommen in bis zu 3000 m Tiefe nutzbar machen zu können, müssen spezielle Verfahren eingesetzt werden. Ein Verfahren ist beispielsweise die hydrothermale Anlage. Diese drückt tief liegendes heißes Wasser durch eine Bohrung von seinem natürlichen Druckspiegel aus bis zu 200 m in die Tiefe. Mit einer Pumpe wird dann der Rest Warmwasser gefördert. Auf diese Weise kann die Wärme aus tiefen Erdschichten effektiv genutzt werden

    Das Hot-Dry-Rock-Verfahren (HDR) arbeitet in Tiefen von 2500 bis 5000 m. Ein Gesteinswärmetauscher presst durch eine Bohrung kaltes Wasser in das heiße Gestein. Anschließend wird eine zweite Bohrung in einer Entfernung von mehreren hundert Metern durchgeführt. Dadurch steigt heißes Wasser bzw. Heißer Dampf an die Erdoberfläche.

    Über den Autor

    Heiko Rexer

    Heiko ist unser technischer Leiter bei ökoloco. Er ist Installateur- und Heizungsbauermeister und mit über 18 Jahren Berufserfahrung Spezialist im…
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