Geothermie

Im Untergrund der Erde ruht ein erhebliches Potenzial an geothermischer Energie. Neben der Erschließung heißer Wasservorkommen in größeren Tiefen, die auch als hydrothermale Tiefengeothermie bezeichnet wird, bietet die oberflächennahe Geothermie die Möglichkeit, Erdwärme der oberen Erdschichten zu nutzen. Mithilfe einer Wärmepumpe kann diese ansonsten nicht nutzbare Umweltenergie auf das für die Raumheizung oder Warmwasserbereitung notwendige Temperaturniveau angehoben werden. Diese erdgekoppelten Wärmepumpen sind bei ordnungsgemäßer Ausführung unter Beachtung wasserrechtlicher und geologischer Voraussetzungen eine technisch bewährte, zuverlässige und wirtschaftlich interessante Möglichkeit regenerative Energien zu nutzen.
Geothermische Energie oder "Erdwärme" ist die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Oberfläche der festen Erde. Die oberflächennahe Geothermie umfasst die Erschließung von Erdwärme in Tiefen von 1 bis ca. 400 m.
Die Erdwärme der oberen Bodenschichten bis etwa 100 m Tiefe ist zum einen gespeicherte Sonnenenergie, zum anderen Energie aus dem Erdinneren. So ist der Temperaturverlauf bis rund 10 m unter Geländeroberkante durch die jahreszeitlichen Temperaturunterschiede geprägt. Ab ca. 15 m Tiefe ist er über das Jahr hinweg nahezu konstant und nimmt aufgrund des aufwärtsgerichteten Wärmestroms aus dem Erdinneren kontinuierlich um rund 3°C pro 100 m Tiefe zu.
Da der Temperaturbereich mit durchschnittlich 8-12°C zum direkten Heizen zu gering ist, wird er mittels erdgekoppelter Wärmepumpe auf das benötigte Niveau, in der Regel 35-55°C, angehoben. Hierfür wird das aufgrund des großen Speichervolumens und der ganzjährig gleichmäßigen Untergrundtemperatur immense Erdwärmepotenzial über Erdwärmekollektor, Erdwärmesonde, Grundwasserbrunnen oder erdberührte Betonbauteile erschlossen. Bis zu 80% der so gewonnenen Heizenergie stammen aus dem Untergrund - emissionsfrei und klimaneutral.
Innovative Techniken nutzen jedoch den Untergrund nicht nur zum Heizen, sondern auch als Kältequelle und zum Speichern thermischer Energie (solarthermische Energie, Prozesswärme, saisonale Wärme- oder Kälteenergie). Speziell bei der Raumkühlung kann häufig auf den Einsatz von Kältemaschinen verzichtet werden, weshalb derartige Anlagen hinsichtlich Stromverbrauch, Betriebssicherheit und Ökobilanz konventionellen Klimaanlagen überlegen sind.
Die Auswahl der Wärmequelle (Erdreich, Grundwasser) und der technischen Variante zur Erschließung (Erdwärme- kollektor, Erdwärmesonde, Grundwasserbrunnen) richtet sich nach den örtlichen Untergrundverhältnissen und der hydrogeologischen Situation sowie dem oberirdischen Platzangebot und den anwendungsspezifischen Bedürfnissen. Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit ist auf ein möglichst hohes Temperaturniveau, eine ausreichende Regenerationsfähigkeit und eine ganzjähirge Verfügbarkeit der Wärmequelle zu achten. Die Erschließung der Wärmequelle sollte kostengünstig möglich sein und im Betrieb einen geringen Wartungsaufwand verursachen.