Erdwärmeheizung: Funktion und Kosten

Heizen mit Erdwärme

Begriffserklärung: Erdwärmeheizung

Wenn von einer Erdwärmeheizung die Rede ist, meint man im Kontext eines Einfamilienhauses die Erschließung der im Grundstück vorhandenen Wärme mithilfe einer Wärmepumpe. Der Begriff „Erdwärmepumpe“ ist daher ein gängiges Synonym. Auf kommunaler Ebene geht es dagegen häufig um die Nutzung größerer geothermischer Vorkommen und deren Verteilung über sogenannte Wärmenetze. Dieser Beitrag konzentriert sich ausschließlich auf die private Erdwärmeheizung.

Funktionsweise

Eine Erdwärmeheizung entzieht dem Erdreich mithilfe von Strom Wärme. Das macht Sinn, weil im Boden, vor allem in tieferen Schichten, das ganze Jahr über relativ konstante Temperaturen herrschen. Selbst wenn die Außenluft im Winter gefriert, ist es unter der Erde noch verhältnismäßig warm. Die Wärme wird über Sonden oder Kollektoren aus dem Boden geholt und durch eine Wärmepumpe auf die erforderliche Heizungsvorlauftemperatur gebracht.

Der Kreislauf einer Erdwärmepumpe folgt demselben Schema wie bei Luft-Wasser oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen:

1. Im ersten Schritt entzieht die Wärmepumpe dem Erdreich Wärme.
2. Diese Wärme wird an einen Verdampfer abgegeben, in dem ein Kältemittel zirkuliert, das bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft.
3. Das gasförmige Kältemittel wird anschließend in einem Verdichter komprimiert. Dadurch steigt die Temperatur so weit, dass die nötige Vorlauftemperatur für das Heizsystem erreicht wird.
4. Über einen Wärmetauscher gibt das Kältemittel seine Wärme an das Heizsystem ab.
5. Das Kältemittel kühlt ab, kondensiert und fließt zurück in den Verdampfer. Der Kreislauf beginnt von vorn.

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Kollektoren vs. Sonden

Erdwärmeheizungen gibt es in zwei grundlegend verschiedenen Ausführungen. Erdwärmesonden erschließen die Wärme in tieferen Erdschichten. Ab etwa zehn Metern Tiefe herrschen konstant rund 11 °C. Temperaturschwankungen gibt es dort kaum. Die Temperatur steigt dann mit jedem weiteren Meter Tiefe leicht an: etwa 1 °C pro 30 Meter. Bei Erdwärmesonden für Wohngebäude reichen in der Regel eine Tiefe von 40 bis 100 Metern. Von tiefer Geothermie spricht man erst ab 400 Metern Tiefe mit Temperaturen von mehr als 20 °C. Weil für die Installation Bohrungen notwendig sind, fallen die Investitionskosten entsprechend hoch aus.

Erdwärmekollektoren funktionieren dagegen anders. Sie bestehen aus großflächigen Rohrsystemen, die in nur 1,5 bis 2 Metern Tiefe verlegt werden, sprich mindestens 30 Zentimeter unterhalb der Frostgrenze. Der Flächenbedarf ist dabei erheblich: In der Regel wird etwa die doppelte Fläche der zu beheizenden Wohnfläche benötigt, bei trockenen Böden kann der Bedarf noch höher sein. Erdwärmekollektoren kommen daher nur infrage, wenn ausreichend freie Grundstücksfläche vorhanden ist. Vor der Installation sollten außerdem die Wärmeleitfähigkeit des Bodens, sein Wassergehalt und das Gelände des Grundstücks geprüft werden. Besonders beliebt sind Kollektoren im Neubau, wo der Garten noch nicht angelegt ist und die Erdarbeiten weniger stören. Ein weiterer Vorteil gegenüber der Erdwärmesonde ist, dass die Investitionskosten deutlich niedriger sind.

Wie effizient ist eine Erdwärmeheizung?

Erdwärmeheizungen punkten vor allem mit ihrer hohen Effizienz. Eine Wärmepumpe erzeugt aus einer Kilowattstunde Strom mehrere Kilowattstunden Heizwärme. Während Luft-Wasser-Wärmepumpen dabei in der Regel auf ein Verhältnis von etwa 1 zu 3,5 bis 4 kommen, können Erdwärmeheizungen im Idealfall ein Verhältnis von 1 zu 5 erreichen.

Wie viel Wärme aus einer Kilowattstunde Strom entsteht, ist aber kein fester Wert. Er hängt neben der Technologie vor allem von der Dämmung des Gebäudes und der erforderlichen Vorlauftemperatur des Heizsystems ab. In einem schlecht gedämmten Haus kann das Verhältnis in der Praxis auf 1 zu 2 sinken. Die Gebäudehülle ist damit fast genauso wichtig wie die Wärmepumpe selbst. Hier kannst du mehr über eine Wärmepumpe im Altbau lesen.

Kosten einer Erdwärmepumpe

Erdwärmeheizungen kosten zwischen 25.000 und 40.000 Euro. Das ist im Vergleich zu anderen Heizsystemen erheblich. Der Hauptgrund sind die Erdarbeiten und Bohrungen. Im direkten Vergleich ist der Erdwärmekollektor die günstigere Lösung: Ohne Bohrungen liegen die Kosten bei etwa 25.000 bis 30.000 Euro. Eine Erdwärmepumpe mit Sonde kann hingegen bis zu 40.000 Euro kosten. Wer ein wirtschaftlicheres System sucht, sollte sich die Luft-Wasser-Wärmepumpe genauer ansehen. Bie ihr entfallen die Erdarbeiten komplett, was die Gesamtkosten deutlich reduziert.

Förderung über KfW 458

Über die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG), abgewickelt über das KfW-Programm 458, kannst du beim Einbau einer Wärmepumpe einen nicht rückzahlbaren Zuschuss erhalten. Die Förderung setzt sich aus mehreren Bausteinen zusammen, die sich addieren lassen, insgesamt aber auf maximal 70 Prozent gedeckelt sind. Die förderfähigen Kosten sind auf 28.000 Euro pro Wohneinheit begrenzt. Hier findest du einen Überblick aller Förderungen. heimWatt unterstützt dich bei der korrekten Antragstellung.

Erdwärmeheizung oder Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist deutlich weiter verbreitet als die Erdwärmepumpe. Warum eigentlich, wenn die Erdwärmevariante doch effizienter ist?

Der Effizienzvorteil der Erdwärmeheizung ist real. Die Außenluft unterliegt stärkeren Temperaturschwankungen und ist im Winter kälter als das Erdreich. Deshalb fallen die Heizkosten mit einer Erdwärmepumpe in der Regel etwas niedriger aus. Diesem Vorteil stehen aber erhebliche Nachteile gegenüber.

Das zentrale Problem sind die Anschaffungskosten. Die notwendigen Erdarbeiten treiben den Preis so weit in die Höhe, dass der leichte Effizienzvorteil wirtschaftlich kaum ins Gewicht fällt. Außerdem ist die Planung einer Erdwärmeheizung deutlich aufwendiger. Bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe reicht es, einen geeigneten Aufstellungsort zu finden. Bei der Erdwärmepumpe muss zunächst geklärt werden, ob das Grundstück überhaupt geeignet ist. Beim Kollektor zählen Fläche und Geländeneigung, bei der Sonde die Beschaffenheit des Untergrunds für die Bohrungen.

Ein weiterer Punkt, den viele unterschätzen: Nicht jede*r Hausbesitzer*in möchte für eine neue Heizung den Garten umgraben lassen. Gerade im Altbau ist das oft ein entscheidendes Argument gegen die Erdwärmepumpe.

Neben Erd- und Luftwärmepumpen steht theoretisch auch die Grundwasser-Wärmepumpe zur Verfügung. Sie ist jedoch selten, weil sie durch Erdarbeiten und Bohrungen ähnlich teuer ist wie die Erdwärmesonde. Des Weiteren muss eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe in vielen Fällen durch die Wasserbehörde genehmigt werden, und es besteht das Risiko eines sinkenden Grundwasserspiegels. Hier kannst du mehr über die verschiedenen Wärmepumpentypen erfahren.

Lohnt sich die Anschaffung?

Erdwärmeheizungen ermöglichen effizientes Heizen mit Umweltenergie und sind damit eine klimafreundliche Alternative zu fossilen Heizsystemen. Im Vergleich zur Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die Installation aber deutlich teurer und aufwendiger. Der leichte Effizienzvorteil rechtfertigt diesen Mehraufwand in den meisten Fällen nicht. Wer dennoch auf Erdwärme setzen möchte, fährt mit einem Erdwärmekollektor im Neubau am besten. Wenn genug Grundstück zur Verfügung steht, lässt sich die Anlage vor der Gartengestaltung unkompliziert realisieren.

Für die meisten Hausbesitzer*innen ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe die deutlich praktischere und wirtschaftlichere Wahl. Sie hat eine guter Effizienz, benötigt keine Erdarbeiten und flexibel einsetzbar sowohl im Neubau als auch im Altbau.

Häufige Fragen zur Erdwärmeheizung

Was kostet eine Erdwärmeheizung?

Die Kosten liegen je nach Variante zwischen 25.000 und 40.000 Euro. Ein Erdwärmekollektor ist mit etwa 25.000 bis 30.000 Euro die günstigere Option, da keine Bohrungen anfallen. Eine Erdwärmesonde kann hingegen bis zu 40.000 Euro kosten, bedingt durch die erforderlichen Tiefenbohrungen.

Wie effizient ist eine Erdwärmeheizung?

Erdwärmeheizungen sind etwas effizienter als Luft-Wasser-Wärmepumpen, weil die Temperaturen im Erdreich stabiler sind als in der Außenluft. Im Idealfall erzeugt eine Erdwärmepumpe aus einer Kilowattstunde Strom bis zu fünf Kilowattstunden Wärme. Die tatsächliche Effizienz hängt aber stark von der Dämmung des Hauses und der benötigten Vorlauftemperatur ab.

Welche Förderung gibt es?

Erdwärmepumpen werden über das KfW-Programm 458 gefördert. Die Grundförderung beträgt 30 Prozent der förderfähigen Kosten (max. 28.000 Euro pro Wohneinheit). Hinzu kommen ein Klimageschwindigkeitsbonus beim Tausch alter fossiler Heizungen sowie ein gestaffelter Einkommensbonus. Insgesamt ist die Förderung auf 70 Prozent gedeckelt.

Erdwärmeheizung oder Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Für die meisten Haushalte ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe die bessere Wahl. Sie ist günstiger in der Anschaffung, einfacher zu installieren und flexibel einsetzbar, ohne Erdarbeiten oder Bohrungen. Die Erdwärmepumpe punktet zwar mit etwas höherer Effizienz, dieser Vorteil relativiert sich aber angesichts der deutlich höheren Installationskosten.