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Heizen mit Erdwärme - Geothermie als umweltfreundliche Alternative?

Von Celine Hausenstein Am 25. Mai 2021

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Heizen mit Erdwärme bietet Bauherren viele Vorteile. Dadurch, dass eine Wärmepumpe kostenfreie Erdwärme nutzt, ist sie - im Vergleich zu konventionellen Heizungen - günstig im Betrieb. Der Anteil der Geothermie an der Heizung beträgt rund 80 Prozent. 20 Prozent entfallen auf Strom als Antriebsenergie. Mit einer Wärmepumpenheizung investieren Baufamilien in eine energieeffiziente und nachhaltige Technologie, die - abhängig von der Art der Stromgewinnung - wenig bis gar kein CO2 in die Atmosphäre ausstößt.

Geothermische Energie - das ganze Jahr über nutzbar

Geothermie ist stets vorhanden. Als geothermische Energie wird die als Wärme gespeicherte Energie unterhalb der festen Erdoberfläche bezeichnet. Zu allen Jahreszeiten lässt sich Erdwärme Tag und Nacht nutzen. Ist eine Geothermie Heizung installiert und optimal eingestellt, haben die Bewohner keinerlei Wartungsaufwand mit der Heizung. Sie können jederzeit behagliche Wärme und warmes Wasser genießen.

Erdwärme als Heizung hat Kosten im überschaubaren Bereich. Für den Betrieb der Wärmepumpe fallen Stromkosten an. Der Strom kann wahlweise aus fossilen oder regenerativen Energieträgern gewonnen werden. Wird grüner Strom genutzt, ist eine Geothermie Heizung in hohem Maße umweltfreundlich. Damit die Wärmepumpe eine gute Energiebilanz erreicht, ist es wichtig, dass das Haus modernen Energiestandards entspricht und gut gedämmt ist. Die Lebensdauer einer Erdwärmepumpe liegt zwischen 20 und 25 Jahren.

Gemessen wird die Energieeffizienz anhand der sogenannten Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie setzt die Wärmeproduktion und den Stromverbrauch zueinander in Relation. Damit eine Erdwärmepumpe effizient arbeitet, ist es nötig, dass pro eingesetzter Menge Strom viermal soviel Wärme erzeugt wird - d. h. eine Kilowattstunde Strom entspricht vier Kilowattstunden Wärme. Für Warmwasser beträgt die JAZ einer Erdwärmepumpe 3,8.

Erdsonden und Flachkollektoren

Es gibt zwei Varianten, um durch die Nutzung von Erdwärme die Kosten für Heizung und Warmwasser zu senken. Die erste Variante besteht in der Verlegung horizontaler Erdkollektoren. Die Schläuche werden unterhalb der Frostgrenze in einer Tiefe von 1,20 bis 1,50 Metern verlegt. Eine Verlegung in Schleifen mit einem ausreichenden Abstand, um sich nicht gegenseitig negativ zu beeinflussen, stellt sicher, dass die vorhandene Fläche bestmöglich genutzt wird. Die Verlegung von Flachkollektoren ist nur möglich, wenn eine ausreichend große Grundstücksfläche zur Verfügung steht.

Ist dies nicht der Fall, ist auf Erdsonden zurückzugreifen. Dazu werden - abhängig vom Energieniveau des Hauses - eine oder mehrere genehmigungspflichtige Tiefenbohrungen durchgeführt, die bis zu 100 Meter in die Erde reichen. Sollte der Untergrund unter dem Grundstück aus einem harten Stein - wie Granit - bestehen, ist eine Erdbohrung dennoch möglich. Über die Erdsonden wird die Tiefenwärme zur Oberfläche transportiert.

In beiden Systemen zirkuliert Wasser gemischt mit Frostschutz - die sogenannte Sole - durch das Rohrsystem. Die Sole wärmt sich durch geothermische Energie auf und gibt diese in der Wärmepumpe wieder ab. Mithilfe eines Kältemittels wird die Erdwärme in einem mit Wasser gefüllten Pufferspeicher gesammelt. Fußboden- und Wandheizungen nutzen das Warmwasser zum Erwärmen der Räume. Man spricht von einem sogenannten Niedertemperaturheizsystem.

Ein starkes Team - Photovoltaik und Wärmepumpe

Ein starkes Team ist die Kombination einer Photovoltaik-Anlage (PV) auf dem Dach und/oder der Fassade mit einer Wärmepumpenheizung. Die PV-Module auf dem Dach erzeugen aus Sonnenenergie Strom, der sich mit hilfe eines Wechselrichters für den Betrieb der Wärmepumpe nutzen lässt. Da eine PV-Anlage im Winter - aufgrund vorwiegend indirekter Sonneneinstrahlung durch bewölkten Himmel und kürzerer Sonnenscheindauer - weniger Leistung erbringt und der Strom zum Betrieb der Wärmepumpe auch während der Dunkelheit benötigt wird, ist ein Batteriespeicher sinnvoll.

Die Kombination aus PV-Anlage und Wärmepumpe mit Geothermie erfüllt sämtliche Ansprüche an ein nachhaltiges Heizsystem. Der Vorteil einer PV-Anlage mit Stromspeicher ist es, dass sich der erzeugte Strom zum Betrieb von Haushaltsgeräten nutzen lässt. Wie hoch die Einsparungen sind, hängt von der Größe der PV-Anlage, der Leistungsfähigkeit der Module und ihrer Ausrichtung ab.

Vor- und Nachteile einer Geothermie Heizung

Vorteile:

  • gute Fördermöglichkeiten, v. a. der KfW-Bank (Kreditanstalt für Wiederaufbau)

  • platzsparendes Heizsystem

  • verbilligter Stromtarif für Wärmepumpenstrom

  • Kühlung des Hauses im Sommer durch Wärmepumpe

  • hoher Autarkiegrad in Verbindung mit PV-Anlage

Nachteile:

  • große Grundstücksfläche für Erdbohrungen erforderlich

  • hohe Anschaffungskosten, v. a. in Kombination mit Tiefenbohrungen

  • genehmigungspflichtige Erdbohrungen

  • modernes Effizienzhaus erforderlich

Wie viel kostet eine Erdwärmeheizung?

Die Kosten für eine Erdwärmeheizung hängen davon ab, ob eine Tiefenbohrung durchgeführt oder Erdkollektoren verlegt werden. Eine Tiefenbohrung schlägt mit Preisen zwischen 18.000 und 22.000 Euro zu Buche. Erdkollektoren sind um ca. 10 Prozent günstiger. Der Gesamtpreis hängt von der Qualität und Leistung der verbauten Erdwärmepumpe ab. Der Preis für gängige Modelle von namhaften Markenherstellern variiert zwischen 6.000 und 11.000 Euro. Für eine Tiefenbohrung sind Kosten von rund 10.000 Euro zu veranschlagen. Abhängig von der Beschaffenheit des Untergrunds, der Tiefe und Anzahl der Bohrlöcher können die Kosten höher liegen. Moderne Wohngebäude benötigen insgesamt zwischen 150 und 180 Tiefenmeter.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Erdwärmeheizung

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