GEOTHERMIE

Heizen oder kühlen - selbst gepumpt

Geothermie ist das nachhaltigste Energiesystem, sagen Wissenschaftler*innen. Vor allem aber macht es von Energielieferanten unabhängig

BARBARA FREITAG
vom 26.10.2022

Das Gesetz der thermodynamischen Trägheit hätten bereits unsere in Höhlen lebenden Ahnen genutzt, erklärt Dietmar Adam, Vorstand des Instituts für Geotechnik der TU Wien und einer der Pioniere in der Geothermie-Forschung. Heute sind alle technischen Voraussetzungen da, um die in unterirdischen Gesteins-und Erdschichten sowie im Grundwasser befindliche thermische Energie zum Heizen und Kühlen zu nutzen, und die in tieferen Schichten auch zur Stromerzeugung. Entscheidend dafür war die Entwicklung der Wärmepumpe. "Übrigens eine österreichische Erfindung", so Adam.

Am einfachsten sind Neubauten mit Erdwärme zu versorgen, doch auch das Umrüsten von Altbauten ist möglich. Im Prinzip wird die zunehmende Temperatur im Erdinneren genutzt. Sie steigt, je tiefer man gräbt. Heizen und Kühlen von Gebäuden erfolgt mittels "oberflächennaher Geothermie" in bis zu 300 Metern Tiefe, wo man in Österreich um die zwanzig Grad Celsius vorfindet.

"Der Standort entscheidet, was technisch möglich ist", sagt die Geochemikerin und Expertin für erneuerbare Energien Edith Haslinger vom Austrian Institute of Technology (AIT). Das einzige Hindernis könnten unterirdische technische Einbauten oder artesische Grundwasserreservoirs sein. Ein geologisches Gutachten ist grundsätzlich sinnvoll und in einigen Bundesländern auch vorgeschrieben.

"Parallel dazu muss unbedingt der Energiebedarf des Gebäudes erhoben werden, um die Dimensionierung der Anlage planen zu können", führt Haslinger weiter aus. Mitunter könnte Geothermie als Energiequelle nicht ausreichen. Die Anlagen funktionieren entweder als geschlossenes oder offenes System. Bei ersterem werden Leitungen horizontal oder vertikal in die Erde verlegt. In ihnen zirkuliert mit einem Frostschutzmittel versehenes Wasser als Absorber. Die Leitungen werden meist durch Erdsonden gesetzt, die typischerweise bis in eine Tiefe von 150 bis 200 Metern gebohrt werden. Eine Alternative sind in rund 1,5 Metern Tiefe angebrachte Flachkollektoren. Im offenen System wird Grundwasser direkt genutzt. Es fließt aus Entnahmebrunnen zur Wärmepumpe und dann zurück in den Boden.

Ein wesentlicher Vorteil liege in der Dualität der Klimatisierung. "Im Winter entnimmt man Wärme aus dem Boden und bringt sie mittels Fremdenergie auf ein höheres Niveau. Im Sommer bringt man umgekehrt die Wärme in den Boden ein", sagt Adam. Das System funktioniert mit Niedrigtemperatur. Im besten Fall hat man eine Fußbodenheizung, doch könnten in Altbauten auch Radiatoren verwendet werden. Die Kühlung erfolgt optimalerweise durch in Geschoßdecken eingelegte Leitungen.

Die Kosten für die Errichtung einer Geothermie-Anlage schwanken aktuell erheblich. Für ein Einfamilienhaus mit 140 Quadratmetern, in dem geheizt und gekühlt wird, zwischen 15.000 und 18.000 Euro plus der Wärmepumpen um bis zu 15.000 Euro. Diesen hohen Anschaffungskosten stehen kaum Wartungskosten gegenüber, auch gibt es dafür staatliche Förderungen.

In Österreich bestehen derzeit 90.000 solcher Anlagen. Das ist ein Anteil von vier Prozent am Markt der erneuerbaren Energien. Zudem nutzen zehn Fernwärmeanlagen mittels "tiefer Geothermie" die Wärme zwischen 1.500 bis 5.000 Metern. Erdwärme hat also noch Wachstumspotenzial.

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