Erdwärmepumpe: umweltfreundlich und effizient heizen

Als Erdwärmepumpen – auch Sole Wasser Wärmepumpe oder Sole Wärmepumpe genannt – werden Wärmepumpen bezeichnet, die dem Boden Wärme entziehen und diese an die Heizung abgeben. Diese Systeme nutzen thermische Energie aus der Erde, um Wohnräume zu heizen und Warmwasser bereitzustellen. Sie sind vor allem im Neubau aufgrund niedriger Betriebskosten und hoher Umweltfreundlichkeit fast schon Standard und auch in Bestandsbauten zunehmend erfolgreich.

Erdwärmepumpe: So funktioniert sie

Wärmepumpenkreislauf: Heizen mit kostenloser Energie

Die Erdwärmepumpe oder auch Erdwärmeheizung funktioniert nach dem selben Prinzip wie ein Kühlschrank: Ein Kältemittel nimmt durch Verdampfen bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aus dem Erdreich auf und gibt sie durch Verflüssigen bei höherer Temperatur und höherem Druck an das Heizungswasser ab. Die so entstandene Heizwärme besteht zu ca. drei Vierteln aus kostenloser Umweltwärme und nur zu ca. einem Viertel aus elektrischer Energie für den Kompressor. Erdwärmepumpen oder auch Sole Wärmepumpen arbeiten durch die ganzjährig nahezu konstanten Bodentemperaturen hocheffizient und decken vollständig den Wärme- und Warmwasserbedarf Ihres Haus. Außerdem heizen Sie so nahezu emissionsfrei. Wenn Sie die Wärmepumpe mit einer Photovoltaik Anlage kombinieren und neben Ihrem eigenen Solarstrom nur Ökostrom beziehen, haben Sie Ihre eigene Energiewende hin zu Erneuerbaren Energien bereits abgeschlossen.

Foto: Bosch Thermotechnik

 

Video: Geothermie anschaulich erklärt

Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien e.V.

 

Vorteile und Nachteile von Erdwärmepumpen

Vorteile einer Erdwärmepumpe:

• Niedrigste Heizkosten durch Einbindung kostenloser Umweltenergie auf der einen Seite und günstige Stromtarife für Wärmepumpenstrom auf der anderen.
• Der Wirkungsgrad COP (Coefficient of Performance) liegt zwischen 4 und 5 (entspricht 400 – 500 % Wirkungsgrad)
• Umweltfreundlich Heizen mit Geothermie: Schonung fossiler Brennstoffe, deutliche Reduzierung von CO2-Emissionen
• Kein Gas, Öl und keine Emissionen im Haus, kein Schornstein notwendig (Details zur Umstellung finden Sie hier: Umstellung von Öl- oder Gasheizung auf Wärmepumpe)
• Eine Erdwärmepumpe mit Flächenkollektor bietet niedrigere Installationskosten und ist besonders für Neubauten geeignet.

Nachteile einer Erdwärmepumpe:

• Arbeitet bei höheren Vorlauftemperaturen nicht so effizient wie bei niedrigen, auch Flächenheizung (z.B. Fußbodenheizung) und gute Dämmung notwendig
• Effizienz von der Bodenbeschaffenheit abhängig
• Hoher Aufwand zur Erschließung der Wärmequellen:

1. Erdkollektor: Flächenbedarf rund doppelt so große Kollektorenfläche wie Wohnfläche
2. Erdsonden-Bohrung: teuer und aufwendige Genehmigung

Kosten einer Erdwärmepumpe

Durch die stetigen Preissteigerungen bei den fossilen Energieträgern werden Heizsysteme aus erneuerbaren Energien immer interessanter. Außerdem wird der Umstieg auf Erneuerbare Energien durch BAfA und KfW stark gefördert. Eine Erdwärmepumpe nutzt die kostenlose Umgebungswärme aus der Erde. Neben den reinen Gerätekosten kommen auch die Kosten zur Erschließung der Wärmequelle hinzu. Die Kosten für eine Erdwärmepumpe umfassen die Anschaffung, Installation und Nutzung, wobei verschiedene Verlegungsarten und staatliche Förderungen berücksichtigt werden müssen.

Besonders bei den Kosten für die Erschließung ist ein sehr großer Preisrahmen möglich, der von den örtlichen Gegebenheiten und der Nutzung von Erdkollektoren oder Sonden-Bohrung abhängt. Sonden-Bohrung ist deutlich teurer als das Vergraben von Erdkollektoren, letzteres braucht aber eine sehr große Fläche, um effizient arbeiten zu können.

Mit diesen Kosten können Sie rechnen:

Strombetriebene Erdwärmepumpe als  Komplettanlage

Kosten Produkt (je nach Leistungsgröße)

• ca. 8.000 – 16.000 €

Kosten Erschließung*

• mit Bohrung  ca. 8.000 – 20.000€
• mit Erdkollektoren ca. 8.000 – 16.000 € ca. 3.000 – 8.000€

*Erschließungskosten: Bei einer Sole Wasser Wärmepumpe (Erdwärmepumpe) kommen noch die Kosten für die Wärmequellen-Erschließung, also die Kosten für Geothermie hinzu. Dabei muss man sich entscheiden, ob eine Bohrung oder – bei genügend Grundstücksfläche der Einbau von Erdkollektoren sinnvoll ist.

Je nach Bohrtiefe (zwischen 50 m und 100 m) und der geographischen Bodenbeschaffenheit differieren die Bohrkosten je nach den Gegebenheiten vor Ort von 8.000 bis zu 20.000 EUR. Die Kosten für die Variante mit Erdkollektoren sind mit 3.000 bis 8.000 Euro deutlich preiswerter.

Wärmepumpen arbeiten höchst effizient, am besten in Verbindung mit einer Fußbodenheizung und einem gut gedämmten Haus.

Bei der Heizungssanierung im Altbau könnten hierfür also weitere Kosten anfallen. Die Anschaffungskosten einer Erdwärmepumpe sind also relativ hoch, aber durch einen sehr niedrigen Verbrauch und damit geringe Betriebskosten ist die Nutzung der Geothermie mit einer Erdwärmepumpe eine sinnvolle Alternative.

Weitere Kosten für Erdwärmepumpen:

• Stromverbrauch der Wärmepumpe je nach Tarif ca. 1600 € im Jahr
• Einmaligen Kosten für einen Stromzähler oder jährliche Grundgebühr für den Zähler
• Zusätzlich zum normalen Stromzähler für den Haushaltsstrom, empfiehlt es sich, einen separaten Zähler für die Erdwärmepumpe zu installieren, da es für diese oft günstigere Tarife gibt.

Zusätzliches Plus: Es entstehen keine Kosten für die Wartung, da die Sole Wasser Wärmepumpe nicht gewartet werden muss und in der Regel eine Lebensdauer von durchschnittlich 20 Jahren zu erwarten ist.

Förderung einer Erdwärmepumpe

Mit der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) strukturiert der Staat die Förderkulisse in Deutschland neu. Wer sich bei der Sanierung für eine neue Wärmepumpe entscheidet, bekommt Zuschüsse in Höhe von bis zu 70 %, sofern diese die hohen technischen Anforderungen erfüllen.

Arbeitet die Wärmepumpe noch zuverlässig? Dann bekommen Hausbesitzer über die BEG-Förderung Zuschüsse oder steuerliche Vergünstigungen für die Heizungsoptimierung.

Die hohen Kosten für eine Wärmepumpe mögen auf den ersten Blick erschrecken, aber Heizungen mit erneuerbaren Energien werden staatlich stark gefördert. Unsere Seite zur Förderung Wärmepumpe gibt Ihnen einen guten Überblick über die Fördermöglichkeiten für die Wärmepumpe.

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Verschiedene Arten von Erdwärmepumpen

Erdwärmepumpe mit Flächenkollektor

Diese Wärmepumpenvariante arbeitet horizontal in der Fläche, nicht in der Tiefe. Dabei werden die Kollektoren unterhalb der Frostgrenze in einer Tiefe von etwa 1,50 Metern auf dem Grundstück verlegt.

• Die benötigte Fläche für den Erdkollektor richtet sich danach, wie viel Fläche beheizt werden soll. 
• In der Regel sind diese Kollektoren nicht genehmigungspflichtig, sondern müssen lediglich angezeigt werden
• Die Fläche über dem Erdwärmekollektor darf nicht versiegelt oder bebaut werden. Besonders vorteilhaft ist eine aktive Bewässerung mit Regenwasser, da diese die Wärmespeicherfähigkeit des Bodens erhöht und somit die Effizienz der Erdwärmepumpe steigert.

 

Erdwärmepumpe mit Sonde

In Tiefen ab zehn Metern bleibt die Bodentemperatur das ganze Jahr über konstant, weshalb Erdwärmepumpen mit Erdsonde besonders effizient arbeiten. Diese Variante benötigt nur wenig Grundstücksfläche, erfordert jedoch Bohrarbeiten für die Installation der Erdwärmepumpe. 

• Hausbesitzer müssen dafür eine Genehmigung der unteren Wasserbehörde einholen. 
• Bei den Bohrarbeiten ist es entscheidend, ein erfahrenes und zertifiziertes Bohrunternehmen zu beauftragen. Eine Liste solcher Unternehmen findet man beim Bundesverband Wärmepumpe.

 

Erdwärmepumpe mit Erdwärmekorb / Grabenkollektoren

Für Eigentümer mit begrenzter Grundstücksfläche bieten sich Erdwärmekörbe oder Grabenkollektoren als praktische Lösung an. Erdwärmekörbe werden in Tiefen von ein bis vier Metern installiert, je nach benötigter Heizfläche können auch mehrere Körbe verwendet werden. 

• Diese Variante erfordert keine Bohrungen, wodurch die Planung schneller abgeschlossen werden kann. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Körbe nicht überbaut werden dürfen.
• Bei Grabenkollektoren werden die Leitungen in einem Graben verlegt, der eine Tiefe von 2,5 bis 3 Metern hat. 
• Der Graben kann gerade, in U-Form oder L-Form angelegt werden, sodass er sich flexibel an die Form des Grundstücks anpassen lässt. Auch hier gilt, dass der Graben nicht versiegelt oder überbaut werden darf.

 

Darauf sollten Sie bei der Sanierung mit einer Erdwärmepumpe achten

• Je geringer der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Heizkreis ist, desto höher die Effizienz. Deshalb sollten Wärmepumpenanlagen nur mit Flächenheizung (z.B. Fußbodenheizung) betrieben werden. Anwendungen im Altbau sind dadurch nur mit größerem Aufwand umsetzbar (Achtung Fußbodenhöhe!).
• Sole-Wasser-Wärmepumpen sind eine Art von Erdwärmepumpe, die eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel (Sole) verwendet, um Wärme aus dem Boden zu gewinnen.
• Vergünstigte Stromtarife einiger Energieversorger bedingen Sperrzeiten (optionales 1-4 stündiges Abschalten pro Tag), deshalb sind Heizungs-Pufferspeicher ratsam (Kosten, Platzbedarf!)
• Zur Nachheizung und schnellen Aufheizung des Warmwassers wird zusätzlich ein Elektroheizstab genutzt (zusätzlicher Strombedarf!).
• Erdbohrung: Bodenbeschaffenheit und länderspezifische Vorschriften sind zu beachten; Bohrungen sind genehmigungspflichtig (nach Wasserhaushaltsgesetz, Bundesbergbaugesetz und weitere), mind. 2 Monate für Genehmigungsweg einplanen
• Mindestjahresarbeitszahlen JAZ=4,0 (3,8 inkl. Warmwasserbereitung) sind einzuhalten (das bedingt hohe Anforderungen an Auslegung, Installation, Regelung und Systemauswahl)

Alternativen zur Erdwärmepumpe

Neben einer Erdwärmepumpe kann auch der Einbau einer Luftwärmepumpe oder einer Luft-Wasser-Wärmepumpe sinnvoll sein, wenn nicht genügend Grundstücksfläche für die Installation von Erdkollektoren zur Verfügung steht oder eine Bohrung zu teuer und aufwändig ist. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind flexibler in der Aufstellung und haben geringere Installationskosten im Vergleich zu Erdwärmepumpen.

 

Fazit: Erdwärmepumpen als nachhaltige Heizlösung

Erdwärmepumpen bieten eine umweltfreundliche und kosteneffiziente Heizlösung, indem sie die im Boden gespeicherte Wärme nutzen. Diese Technologie eignet sich besonders für Neubauten oder frisch sanierte Gebäude, da sie auf niedrige Heiztemperaturen angewiesen ist und am besten in Kombination mit Flächenheizungen wie Fußbodenheizungen arbeitet.

Der Hauptvorteil von Erdwärmepumpen liegt in den niedrigen Betriebskosten, da sie zu etwa 75 % kostenlose Umweltwärme nutzen und nur zu etwa 25 % auf elektrische Energie angewiesen sind. Dies führt zu erheblichen Einsparungen bei den Heizkosten und reduziert gleichzeitig die CO2-Emissionen. Zudem fallen keine Wartungskosten an und die Lebensdauer einer Erdwärmepumpe beträgt im Durchschnitt 20 Jahre.

Die Installation einer Erdwärmepumpe erfordert jedoch eine sorgfältige Planung und Genehmigung, besonders bei der Nutzung von Erdwärmesonden. Die Erschließungskosten variieren stark je nach Bodenbeschaffenheit und Bohrtiefe. Erdkollektoren sind eine günstigere Alternative, benötigen jedoch ausreichend Platz auf dem Grundstück.

Durch staatliche Förderungen, wie die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG), werden die Anschaffungskosten erheblich gesenkt. Hausbesitzer können Zuschüsse von bis zu 50 % erhalten, was die Investition in eine Erdwärmepumpe noch attraktiver macht.

Wer keine Möglichkeit hat, Erdkollektoren oder Sonden zu installieren, kann auch auf Luftwärmepumpen ausweichen, die flexibler und kostengünstiger in der Installation sind. Insgesamt stellen Erdwärmepumpen eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Heizsystemen dar und tragen zur Energiewende bei.

 

FAQ 

Wann lohnt sich eine Wärmepumpe?

Eine Erdwärmepumpe ist besonders sinnvoll für Gebäude mit geringem Wärmebedarf und einer Grundstücksfläche von mindestens 100 Quadratmetern. Sie ist besonders effizient, wenn die Vorlauftemperaturen und die Temperatur des Warmwassers auf maximal 55 °C eingestellt werden.

Was kostet eine komplette Erdwärmeheizung?

Erdwärmeheizungen gehören zu den effizientesten Wärmepumpen, aber auch zu den teuersten. Die meisten Kosten entstehen durch die Erschließung der Wärmequelle, vor allem bei aufwändigen Bohrungen. Eine komplette Erdwärmeheizung kostet etwa 19.000 bis 30.000 Euro.

Wie tief muss man bohren, um Erdwärme zu erhalten?

Die Bohrung für eine Erdwärmepumpe kann eine Tiefe von 50 bis 250 Metern erreichen. Diese Tiefenbohrung ist notwendig, um eine Erdwärmesonde im Boden zu verlegen. Durch diese Sonde fließt eine Mischung aus Frostschutzmittel und Wasser, die als Sole bezeichnet wird.

Wie teuer ist eine Bohrung für eine Erdwärmepumpe?

Abhängig von der Bodenbeschaffenheit liegen die Kosten für eine Bohrung bei etwa 50 € bis 100 € pro Meter. Besonders tiefe Bohrungen bis zu 400 Metern können jedoch über 30.000 € kosten, ohne die Materialkosten einzubeziehen. Für ein Einfamilienhaus wäre eine Bohrtiefe von etwa 160 Metern typisch.