Umweltwärme

In Mitteleuropa nimmt die Temperatur im Schnitt um rund 3 Grad Celsius pro 100 Meter Tiefe zu, stellenweise auch mehr, wie in der Schwäbischen Alb (10 Grad Celsius/100 Meter). Um für die Stromerzeugung und den Betrieb von Fernwärmenetzen ausreichend hohe Temperaturen zu erreichen, muss entsprechend tief gebohrt werden. Die Mühe lohnt sich, denn einmal angezapft, steht die Erdwärme praktisch kostenlos und unabhängig von Wetter, Tages- und Jahreszeit zur Verfügung.

Zentrales Element der Nutzbarmachung oberflächennaher Erdwärme ist die Wärmepumpe. Wärmepumpen entziehen dem Außenbereich Wärme und geben sie als Heizenergie an das Haus ab. Um die Heizleistung zu erreichen bedarf es der Anhebung des Temperaturniveaus und damit dem Einsatz von Energie. Mit 25 Prozent zugeführter Energie erhält man 100 Prozent Heizleistung. Die Wärme aus dem Außenbereich kann der Wärmepumpe über verschiedene Quellen zugeführt werden. Die Nachfrage nach Wärmepumpen ist in Europa in den letzten Jahren extrem gestiegen. In Deutschland waren 2007 mehr als 800 Megawatt Leistung installiert.

Die Erdwärmesonde hat sich als häufigster Anlagentyp durchgesetzt. Erdwärmesonden werden zwischen 50 und 150 Meter senkrecht abgeteuft und liefern ein konstantes Temperaturniveau. In die Bohrungen werden Doppel-U-Rohre aus Kunststoff installiert. Diese sind mit einer Wärmeträgerflüssigkeit, normalerweise Wasser mit einem Frostschutzmittel, gefüllt. Diese Flüssigkeit zirkuliert und nimmt die Wärme aus dem Erdreich auf und transportiert sie zur Wärmepumpe. Mit dieser Methode können nicht nur Einfamilienhäuser, sondern auch Büro-, Gewerbebauten, ganze Wohnanlagen und komplette Wohngebiete versorgt werden.

Erdwärmekollektoren werden horizontal in 80 bis 160 Zentimeter Tiefe verlegt. Sie haben den Nachteil, dass sie von äußeren Witterungseinflüssen abhängig sind. Die Wärmepumpe erhält also genau dann wenig Energie aus der Erde, wenn sie am meisten davon benötigt (im Winter).

Grundwasserwärmepumpen nutzen die Wärme des Grundwassers für die Versorgung der Wärmepumpe. Das entnommene Wasser muss wieder in den Untergrund eingeleitet werden. Es bedarf also eines Förder- und eines Schluckbrunnen. Die Wärmeleistung ist relativ groß und wirtschaftlich.

Bei Energiepfählen und erdgebundenen Betonbauteilen handelt es sich um statische Notwendigkeiten bei Neubauten. Diese können mit Wärmetauscherrohren ausgerüstet und in Verbindung mit einer Wärmepumpe Gebäude wirtschaftlich beheizen und kühlen.
Energieformen