Erdwärmenutzung - flache (oberflächennahe) Geothermie

Die Nutzung von flacher Geothermie gewinnt in Deutschland zunehmend an Bedeutung. Dabei wird mittels verschiedener Ent­zugs­systeme wie Erd­wärme­sonden (vertikale Bohrungen) oder Erd­wärme­kollek­toren (horizontal und mit geringer Verlege­tiefe ins Erd­reich eingebrachte Sys­teme) die Unter­grund­tempe­ratur, die in Deutschland auf den ersten 100 Metern durch­schnitt­lich nur 8 bis 12 °C beträgt, zur Deckung des Wärme­bedarfs genutzt.

Meist kommen elektrisch angetriebene Kompressions­wärme­pumpen zum Einsatz. Mögliche positive Umwelteffekte, wie z. B. die Minderung von CO₂-Emission oder die Einsparung an Primärenergie, sind dabei nur zu erwarten, wenn die Rand­bedingungen des Gesamt­systems für den Einsatz von Wärme­pumpen geeignet sind und darüber hinaus eine Beein­trächtigung des Grund­wassers ausgeschlossen werden kann.

Entscheidend für die Effizienz der Wärme­pumpen­anlagen ist die Jahres­arbeits­zahl (JAZ), für deren Ermittlung die VDI-Richtlinien 4640 (Thermische Nutzung des Untergrundes) die fachliche Grundlage liefert. Ist die JAZ kleiner als etwa 3,0, wird unter Berücksichtigung der Effizienz des bundes­deutschen Kraftwerk-Mixes mehr Primär­energie eingesetzt als Heizwärme erzeugt wird. Die JAZ (nicht die Leistungszahl, die als Coefficient of Performance - COP - angegeben wird) sollte daher nicht nur aus ökologischen sondern auch aus wirtschaftlichen Gründen nicht unter diesem Wert liegen.

Zeigt sich bereits in der Planungsphase, dass die JAZ aufgrund der Randbedingungen (z. B. hohe Vorlauftemperaturen im Heizsystem, hoher Anteil des Warm­wasser­bedarfs am Gesamt­wärme­bedarf, ungünstige (hydro-)geologische Bedingungen, etc.) geringer ausfallen wird, so sollte auf primärenergetisch sinnvollere Varianten zur Bereitstellung der Heizwärme wie beispielsweise Holzpellet-Anlagen, Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (Brennstoffzellen-Anlagen) oder Gas­wärme­pumpen zurückgegriffen werden.