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Erdwärme aus wenigen Metern Tiefe mit großem Potenzial

Einbau eines Erdwärmekollektors
Oberflächennahe Geothermie nutzt Erdwärme aus wenigen Metern Tiefe
© Miriam Lohmüller
Die Erdschlitzfräse fräst einen 3,20 m tiefen Schlitz Der Aushub wird anschließend wieder zum Auffüllen verwendet Die Kollektoren werden in den Schlitz gelegt

„Unsere Untersuchungen zeigen, dass das Potenzial für die oberflächennaheste Geothermie gerade im ländlichen Raum hoch ist“, so Dr. David Bertermann, Leiter der Arbeitsgruppe oberflächennahe Geothermie an der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen. Für die Systeme wird Platz benötigt und dieser sei am Land vorhanden. Bertermann hat mit seiner Arbeitsgruppe im Auftrag der Verwaltung für Ländliche Entwicklung eine Potenzialkarte für oberflächennahe Erdwärme für ganz Bayern erstellt: „Anhand der Bodenart errechnen wir, wie gut die Wärmeleitfähigkeit ist und damit, wie gut sich die Nutzung von Erdwärme dort eignet.“ Die Potenziale werden im Maßstab 1:5.000 dargestellt und bieten damit eine sehr gute Datenlage für Planungen.

Nach dem Einbau nicht mehr sichtbar

Ein großer Vorteil der Geothermie-Systeme: einmal verbaut sind sie nicht mehr sichtbar und haben daher keinen Einfluss auf das Landschaftsbild. Nach dem Verlegen der Kollektoren kann die Fläche wieder bepflanzt werden. Außerdem sind hierfür keine tiefen Bohrungen nötig, denn bereits in wenigen Metern sind Bodentemperaturen zwischen etwa 5°C und 15°C ganzjährig nutzbar. Dank der Kopplung mit Wärmepumpen können Gebäude im Winter geheizt und im Sommer gekühlt werden.

Nun werden im Rahmen des Projekts sechs unterschiedliche Kollektorsysteme getestet: „Wir wollen den Einbau der verschiedenen Systeme dokumentieren und einen Handlungsleitfaden erstellen. Bauherren oder Kommunen sollen dadurch besser entscheiden können, welcher Kollektortyp für die Bodenart und den Anwendungsfall vor Ort am besten geeignet ist.“

Vertikale Systeme sparen Platz

Im Mai 2022 wurde dazu das erste System am Geothermie-Testfeld in Schmerldorf bei Bamberg verbaut. „Dieses System wird nicht horizontal verlegt, sondern vertikal“, erklärt Bertermann, „dadurch ist der Platzbedarf geringer.“ Bei horizontalen Systemen wird Erde mit einem Bagger flächig abgehoben, bevor die Module verlegt werden können. Bei dem vertikal verlegten System kommt dagegen eine Erdschlitzfräse zum Einsatz. Zunächst werden Schlitze mit wenigen Zentimetern Breite und 3,20 Metern Tiefe gefräst, bevor die Kollektoren eingelegt werden. Anschließend werden die Rohrleitungen wieder mit Erde bedeckt und mit Wasser eingeschwemmt: „So werden die Systeme befestigt und die Wärmeleitfähigkeit verbessert.“

Nach weniger als 30 Minuten ist der erste Kollektor verlegt – für ein modernes Einfamilienhaus bräuchte man je nach Bodenart und Isolierstandard etwa acht bis zehn Stück. „Die nötigen Vorarbeiten, also die Bestimmung der Bodenart, wird bei einem Neubau sowieso durchgeführt“, sagt Bertermann.

Doktoranden arbeiten vor Ort, um Systeme zu testen

Die restlichen Kollektorsysteme sollen bis September am Testfeld verbaut werden. „Zwei Doktoranden aus der Arbeitsgruppe werden dann in einem Container direkt am Testfeld arbeiten“, erzählt Bertermann, „so können wir in der Praxis testen, wie gut die Systeme heizen und kühlen.“

Noch ist die oberflächennaheste Geothermie in Deutschland eher unbekannt, doch Bertermann nimmt steigendes Interesse wahr: „Eine nachhaltige Wärmeversorgung wird immer wichtiger und rückt durch gestiegene Kosten für fossile Brennstoffe nochmal mehr in den Fokus. Einmal eingebaut bekommt man von der oberflächennahen Geothermie nichts mehr mit, denn man kann sie weder sehen noch hören.“ Deshalb soll das Testfeld in Zukunft auch dazu genutzt werden, die unterschiedlichen Kollektorsysteme vorzustellen und die Technologie bekannter zu machen.


Für mehr Informationen zum Projekt und den Potenzialkarten melden Sie sich gerne per Mail an: Miriam.Lohmueller@bza.bayern.de

Rohre des Erdwärmekollektors Zum Abschluss werden die Leitungen mit Wasser eingeschwemmt und mit Erde bedeckt Fläche nach dem Einbau Vor dem Einbau werden Rammkern-Sondierungen durchgeführt Probe zur Untersuchung der Bodenart
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