Geothermie Energie aus dem Boden

Wer Erdwärme nutzen will, muss investieren. Eine hundert Meter tiefe Bohrung kostet etwa 5000 Euro, dazu kommen Kosten für die Wärmepumpe.

(Foto: Catherina Hess)

Erdwärme wird nicht nur in Wohnhäusern, sondern auch in Gewerbeimmobilien eingesetzt. Doch für die Sonden braucht es Platz, der in den Städten oft fehlt.

Von Bärbel Brockmann

Die Wärmeversorgung mittels Erdwärme nimmt in Deutschland seit Jahren zu. Vor allem bei Einfamilienhäusern wird die Nutzung von Geothermie über die Wärmepumpe immer beliebter. Die Wärme aus der Erde ist umsonst. Man braucht zu ihrer Nutzung nur den Strom, der die Wärmepumpe antreibt. Gerade wenn fossile Energieträger teuer sind, rechnet sich die Investition schnell.

Bei Gewerbeimmobilien war man bisher zurückhaltender, denn es muss in Bürotürmen oder Läden ein viel größeres Raumvolumen beheizt werden. Doch auch hier ist ein Trend zu mehr Erdwärmenutzung erkennbar. Das liegt vor allem daran, dass mit dieser Technik Räume nicht nur geheizt, sondern auch gekühlt werden können. Denn klimatisierte Räume gelten heute auch im Gewerbebereich längst nicht mehr als Luxus, sondern werden vielfach als notwendiger Standard vorausgesetzt.

Für die Sonden braucht man Platz. Dafür sind die Grundstücke in Städten aber oft zu klein

"Der Kühlbedarf wird gerade im gewerblichen Bereich immer größer. Serverräume, Reinräume, Laborräume brauchen eine konstante Temperatur", sagt Markus Ruf, Vertriebsleiter beim TÜV Rheinland. Aber auch Büros müssen im Sommer Temperaturen haben, die ein effektives Arbeiten ermöglichen. Normalerweise wird dafür zusätzlich zur Heizungsanlage ein herkömmliches Klimasystem eingebaut. Da die Geothermie Heizen und Kühlen ermöglicht, man aber nur einmal für die Investition zahlen muss, findet langsam ein Umdenken statt, hat auch Ruf festgestellt.

Bei der oberflächennahen Geothermie zieht die Erdwärmepumpe im Winter die Wärme aus der Erde und schickt dafür Kälte zurück in den Boden. Im Sommer, wenn die Außenluft wärmer ist als der Untergrund, geht es umgekehrt. Die Erde fungiert dabei wie ein Speicher. Das Grundsystem ist relativ einfach und schon gut erprobt. Man setzt eine Sonde tief in den Boden und schließt ein Rohrleistungssystem an, durch das die Erdwärme über eine Transportflüssigkeit in die Wärmepumpe kommt und Kälte wieder zurückgeführt wird - oder umgekehrt. Dass sich das Wärmepumpensystem trotz erheblicher Steigerungen bisher nicht flächendeckend durchsetzt, hat vor allem mit den höheren Anfangsinvestitionen zu tun. Vor allem die Bohrungen sind teuer. Bei einer hundert Meter tiefen Bohrung muss man im Durchschnitt mit 5000 Euro rechnen. Hinzu kommt die Wärmepumpe, etwa 10 000 Euro. Macht also 15 000 Euro. Ein herkömmlicher Gaskessel kostet dagegen nur rund 10 000 Euro. "Eine solche Investition hat man nach rund sechs Jahren wieder raus, wenn man die Anlage zur Wärme nutzt. Die Kälte ist bei dieser Rechnung noch gar nicht berücksichtigt", betont Ruf.

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Für ein Einfamilienhaus reicht eine Sonde, für große Gewerbeimmobilien braucht man mehrere. "Je größter der zu beheizende oder kühlende Raum, desto mehr Sonden muss man setzen, oder man muss die Sonden tiefer setzen", sagt Roland Koenigsdorff, Geothermie-Experte beim Institut für Gebäude- und Energiesysteme der Hochschule Biberach. Für sehr viele Sonden braucht man Platz. Dafür sind die Grundstücke gerade in Städten aber oft zu klein. Man könnte Grundstücke dazu kaufen, aber selbst dann dürften Wärme und Kälte nicht für zehn Stockwerke reichen. "Wenn Geothermie in einer großen Gewerbeimmobilie zum Tragen kommt, kann sie nur ein Grundlastsystem sein. Man braucht für die Spitzenlast ein weiteres herkömmliches System. Das ist in Großanlagen durchaus üblich, und es ist auch wirtschaftlich", sagt der Experte. Das hat auch das Softwarehaus Datev erkannt. Für den Neubau seines Software-Entwicklungszentrums in Nürnberg setzte es auf Geothermie, auch wenn für die Beheizung in Spitzen zusätzlich Fernwärme genutzt wird. "Datev ging es vor allem darum, eine effiziente und nachhaltige Lösung für Heizung und Kühlung in einem System zu installieren, deshalb die Geothermie-Lösung", sagt Ruf, der das Projekt seitens des TÜV Rheinland geleitet hat. Ziel ist, die Energiekosten um 60 bis 80 Prozent zu senken.

Bei Neubauten kommt inzwischen eine neue Technik zum Tragen, die die Sondensetzung sicherer und effektiver macht: die so genannte Bauteilaktivierung. Dabei werden die Kunststoffrohre in die Betonpfähle der Tiefgründung integriert. "So kann man den Pfahl, den man aus statischen Gründen braucht, thermisch aktivieren. Er wird dann doppelt genutzt, statisch und geothermisch", sagt Ruf. Das spart Bohrkosten, denn der Pfahl muss sowieso gesetzt werden. Bei Bestandsgebäuden ist das natürlich nicht möglich. Aber da lassen sich andere Wärmequellen anzapfen. Dieselbe Bauteilaktivierung kann man nämlich auch beim Bau von Tunneln, U-Bahn-Schächten oder Tiefgaragen in den Betondecken nutzen.

Die Datev setzt beim Nürnberger IT-Campus auf Geothermie.

(Foto: Datev)

156 Erdwärmesonden wurden allein bei der Datev mitten in Nürnberg gesetzt. Was wäre, wenn das alle täten und die Städte quasi durchlöcherte Böden hätten? Kritiker warnen schon davor, dass durch die vielen Bohrungen Erdbeben ausgelöst werden können. "Die Gefahr eines Erdbebens wird generell durch oberflächennahe Geothermie nicht erhöht. Erdbeben entstehen kilometertief in der Erde", ist Koenigsdorff überzeugt. Oberflächennah, das heißt bis zu 400 Metern Tiefe. Typischerweise werden die Erdwärmesonden aber nur hundert Meter tief gesetzt.

Geothermie heizt Straßen und Gehsteige

Während Geothermie bei Bürogebäuden immer häufiger angewendet wird, ist man bei Logistikimmobilien noch zögerlich. "Aus wirtschaftlicher Sicht rechnet sich die Beheizung beziehungsweise Kühlung von Logistikimmobilien via Wärmepumpe derzeit nicht", sagt Kuno Neumeier, Geschäftsführer des Beratungsunternehmens Logivest. Für die großen Hallenflächen sei die Investition für den Einbau aktuell einfach noch zu hoch. "State of the Art ist die Technologie in diesem Immobiliensegment jedoch längst noch nicht", ist Neumeier überzeugt. Das mag auch daran liegen, dass Logistikhallen selten in den Städten, sondern eher am Rand liegen. Denn in den Städten ist durch die Flächenversiegelung die Erdwärme stets ein paar Grad höher als auf dem Land. Sie anzuzapfen ist also effizienter.

In den nordischen Ländern ist die Nutzung von Geothermie im öffentlichen Raum schon lange eine Selbstverständlichkeit. In Oslo oder Reykjavík sind im Winter alle Straßen und Gehsteige so beheizt. Freiflächentemperierung nennen Fachleute das. Auch in Deutschland wird das kommen, glaubt Ruf. Vielleicht nicht in der ganzen Stadt, aber punktuell, überall dort, wo Schnee- und Frostfreihaltung wichtig ist, etwa bei Rampen für Tiefgaragen, Fußgängerbrücken oder Bahnsteigen.