Ammoniak und Kohlendioxid machen Erdwärme-Sonden noch wirtschaftlicher
Erdwärme mausert sich zur Alternative für die Hausheizung

Nicht nur Klimaschützer raten zu einer intensiveren Nutzung von Erdwärme als Alternative zu Öl- oder Gasheizung. Technische Fortschritte machen geothermische Anlagen nun auch wirtschaftlich zur Alternative.

KÖLN. Geothermie für den Hausgebrauch ist auf dem Vormarsch. Schon 8 000 bis 10 000 Neubauten werden dieses Jahr bundesweit mit Erdsonden und dazugehörigen Wärmepumpen ausgestattet - ein nationaler Rekord. Vorreiter bleibt die Schweiz: Dort werden schon rund 40 Prozent aller Neubauten mit Wärmepumpen beheizt.

Bei der oberflächennahen Geothermie wird die natürliche Wärme der Erde genutzt, um Wohnhäuser und Büros im Winter zu beheizen und neuerdings auch im Sommer zu kühlen. Selbst Gebäudefundamente lassen sich heute schon als Erdwärmetauscher verwenden. Die Nägele Energie- und Haustechnik GmbH im österreichischen Röthis hat solche Energiepfähle zur Marktreife entwickelt. Alle Bauten, die auf Betonstützen angewiesen sind, können diese einfach für die Energiegewinnung mit nutzen.

Führend in Deutschland ist Nordrhein-Westfalen. So werden in einem Neubaugebiet bei Werne schon 130 Häuser mit Erdwärme beheizt - die größte Erdwärmesiedlung Europas. Jetzt hat der Geologische Dienst NRW den Untergrund des Landes komplett auf sein Erdwärme-Potenzial überprüft und kartiert. "Mehr als 70 Prozent der Fläche kommen für die wirtschaftlich sinnvolle Nutzung der Geothermie in Frage", sagt Projektleiterin Claudia Holl-Hagemeier. Bauherren können auf einer CD-ROM sehen, ob auf ihrem Grundstück eine Erdbohrung lohnt, um daraus die Hausheizung zu speisen.

Um das im Erdinneren wärmere Gestein anzuzapfen, muss gebohrt werden. Rund 100 Meter tief werden Doppel-U-Rohre, so genannte Sonden, eingelassen. Unabhängig von der Jahreszeit kommt Wasser, das durch das Rohr gedrückt wird, mit 8 bis 12 Grad Celsius oben wieder an. Eine zwischengeschaltete Wärmepumpe benötigt nicht mehr Strom als ein großer Föhn, um in einem zweiten Kreislauf das Nutzwasser auf die gewünschten 30 bis 40 Grad Celsius zu bringen.

Dennoch stand diese Form der Gebäudetemperierung bisher im Ruf, ein Luxus für erdverbundene Bauherren zu sein, die sich ihr Umweltbewusstsein im Zweifel auch etwas kosten lassen. "Zwar sind die Investitionskosten der Erdwärmeheizung für ein Einfamilienhaus etwas höher als bei konventionellen Heizanlagen", sagt Wolfram Münch, Forschungsleiter beim Karlsruher Energieversorger EnBW. Laut Münch ist aber der Betrieb um etwa die Hälfte billiger als beim Einsatz von Öl oder Gas. Werner Bussmann von der Geothermischen Vereinigung sagt, dass sich die Installation einer Wärmepumpe nach sieben bis zehn Jahren Betriebszeit rentiere.

Ein neues Verfahren aus Sachsen könnte nun der oberflächennahen Geothermie noch schneller zur Wirtschaftlichkeit verhelfen: Nicht Wasser, sondern das flüssige Kältemittel Ammoniak wird durch den Boden geleitet. "Ammoniak verdampft schon bei minus 20 Grad Celsius. Schon vom ersten Tiefenmeter an wird die Erdwärme aufgenommen", erläutert Entwickler Jochen Hamann von der Meißener Amotherm AG. Vorteil: Es müsse nicht so tief gebohrt werden. "Wir sparen so bis zu 80 Prozent der Bohrkosten", sagt Hamann.

Eine Pilotanlage mit 88 Kilowatt Wärmeleistung läuft in einem Wohn- und Geschäftshaus in Coswig bei Dresden. Die Kilowattstunde Wärme sei dort nur 0,4 Cent teurer als beim Gaskessel, sagt Hamann. Eine zweite Anlage, die derzeit für ein Fitness-Center gebaut werde, bringe neben 160 Kilowatt Wärme auch 60 Kilowatt Kälteleistung. "Die Klimakälte kostet dabei nichts mehr", sagt Hamann.

Denn das Ammoniak lässt den Boden gefrieren - im Sommer kann man sich aus diesem Kältespeicher bedienen, um das Haus zu klimatisieren. "Ein derart leistungsfähiges alternatives Energiesystem ist bisher weltweit nicht am Markt", attestiert Steffen Wagner von der TU Bergakademie Freiberg, die auch an der Entwicklung beteiligt ist. Die Bohrung liefere eine um das fünf- bis zehnfache höhere Leistung als bisherige Wärmesonden. Das Ammoniak-System macht jedoch erhöhte Sicherheitsvorkehrungen nötig, um das Austreten des wassergefährdenden Ammoniaks ins Erdreich zu verhindern.

Auch die oberösterreichische Firma M-TEC will weg vom üblichen Wasser samt Frostschutzmittel in der Tiefensonde. Sie setzt erstmals Kohlendioxid als Wärmeträger ein. Das CO2 zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf unter hohem Druck. Es wird flüssig in die Tiefe transportiert, verdampft unten, nimmt aus dem Erdreich Wärme auf und transportiert sie nach oben. Die Anlage sei umwelttechnisch unbedenklich und sogar schon in Wasserschutzgebieten installiert worden, hebt M-TEC Geschäftsführer Dominik Mittermayr hervor: "Selbst wenn Kohlendioxid entweichen würde, könnte höchstens ein Mineralwasser entstehen."

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