Bei der oberflächennahen Geothermie wird die Erdwärme, die im oberen Teil der Erdkruste gespeichert ist, durch Wärmepumpen genutzt. Sie zählt zu den regenerativen Energien und kann zum Heizen und Kühlen von Gebäuden genutzt werden. Um diese Erdwärme zu nutzen, haben sich zwei Verfahren etabliert:
Erdwärmesonden sind in Tiefenbohrungen eingebrachte Rohrbündel (Erdsonden). Für den normalen Wohnungsbau werden die Sonden bis zu einer Tiefe von etwa 90m eingebracht. Durch eine Flüssigkeit als Wärmeträger (z.B. ein Wasser-Glykol-Gemisch) wird die in den Sonden aufgenommene Erdwärme zur Wärmepumpe transportiert und anschließend über einen Wärmetauscher genutzt. Die abgekühlte Flüssigkeit fließt zurück in die Erdsonden und nimmt erneut Wärme aus der Erdschicht auf. Dieses Verfahren zeichnet sich durch einen hohen energetischen Wirkungsgrad aus. Da der Platzbedarf gering ist, wird diese Form der Erdwärmenutzung verstärkt eingesetzt.
Für die Erdbohrung braucht man in Abhängigkeit von Lage und Tiefe eventuell besondere Genehmigungen. In aller Regel ist eine wasserrechtliche Genehmigung gemäß Wasserhaushaltsgesetz erforderlich. Bohrungen, die mehr als 100m in den Boden eindringen, müssen gemäß § 127 Bundesberggesetz (BBergG) der zuständigen Bergbehörde angezeigt werden. Für die Erdwärmegewinnung ist grundsätzlich eine bergrechtliche Gewinnungsberechtigung (Bewilligung gemäß § 8 BBergG) erforderlich.
Nähere Informationen zur Erdwärmenutzung stellt das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) zur Verfügung. Das PDF kann unter folgendem Link heruntergeladen werden:
https://umwelt.hessen.de/sites/default/files/media/hmuelv/erdwaerme_web.pdf
Das HLUG hat die Standorte für die Errichtung von Erdwärmesonden in günstige, ungünstige und unzulässige Gebiete eingeteilt. Im Falle der ungünstigen Gebiete ist eine gesonderte Beurteilung des Vorhabens erforderlich.
Die Karte zur hydrogeologischen und wasserwirtschaftlichen Standortbeurteilung für die Errichtung von Erdwärmesonden im Landkreis Marburg-Biedenkopf können Sie unter folgendem Link herunterladen:
Horizontal verlegte Erdwärmekollektoren: In 1 bis 1,5m Tiefe werden Kunststoffrohre ähnlich einer Fußbodenheizung mit einem Abstand von 0,5 bis 0,8m verlegt. Die Kollektoren sind mit einer Wärmepumpe verbunden. Als Wärmeträger zirkuliert ein Wasser-Glykol-Gemisch in dem Rohrsystem.
Der Investitionsbedarf für die Nutzung von Erdwärme mittels Erdwärmekollektoren ist geringer als mit Erdwärmesonden. Nachteilig ist der in Abhängigkeit von dem Wärmeentzug hohe Flächenbedarf.
Das Klima hat einen stärkeren Einfluss auf die Erwärmung dieser Bodenschicht als der Wärmestrom aus dem Untergrund. Die Regeneration des Erdwärmekollektors erfolgt durch Sonneneinstrahlung und Niederschläge.
Prinzip einer Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe ist ein geschlossenes System aus vier Bauteilen, dem Wärmetauscher (Kondensator), dem Expansionsventil (Drossel), dem Kollektor (Verdampfer) und dem Kompressor, das mit einem flüssigen Wärmeträger befüllt ist. Der im Wärmetauscher abgekühlte Wärmeträger wird durch das Expansionsventil dem Kollektor (Verdampfer) zugeführt. Dabei wird Im Expansionsventil der Druck verringert und dadurch die Aufnahme von Wärme im Verdampfer ermöglicht. Die Energie zum Verdampfen wird der Umgebung entzogen. In dem Kompressor wird der gasförmige Wärmeträger verdichtet. Dabei erwärmt sich die Flüssigkeit. Sie fließt zum Wärmetauscher. Hier wird die Energie in Form von Wärme abgegeben.
Tipps für Hausbesitzer und Bauherrn rund um Erdwärme vom Bundesverband Geothermie können Sie hier herunterladen.
Informationen über die Förderung von effizienten Wärmepumpen erhalten Sie hier:
http://www.bafa.de/bafa/de/energie/erneuerbare_energien/waermepumpen/