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Geothermie und Umweltwärme

Umgebungswärme umfasst sowohl Umweltwärme als auch oberflächennahe Geothermie. Umweltwärme schließt die in bodennahen Luftschichten („aerothermische Umweltwärme“) und in Oberflächengewässern („hydrothermische Umweltwärme“) entnommene und technisch nutzbar gemachte Wärme ein.

Erde (Illustration: Pixabay)

Oberflächennahe Geothermie bezeichnet die im oberflächennahen Erdreich bis zu einer Tiefe von 400 Metern gespeicherte Wärme („geothermische Umgebungswärme“); dazu zählt auch die Wärme im Grundwasser. Die Energie wird mithilfe eines Erdwärmeaustauschers gewonnen, der im Regelfall als horizontal verlegter Erdwärmekollektor oder als vertikal installierte Erdwärmesonde ausgeführt wird. Ab ca. 10 m Tiefe ist der Temperaturverlauf über das Jahr hinweg nahezu konstant.

Tiefe Geothermie erschließt Bereiche, die wesentlich weiter von der Erdoberfläche entfernt liegen und deutlich höhere Temperaturen aufweisen, als der Bereich der oberflächennahen Geothermie. Diese Form der Erdwärme kann sowohl zur Wärmegewinnung als auch zur Stromerzeugung genutzt werden.


Umgebungswärme nutzen

Beide Energiequellen, Umweltwärme und oberflächennahe Geothermie, sind zu kalt, um sie zum Heizen von Gebäuden unmittelbar nutzen zu können, weshalb Wärmepumpen eingesetzt werden. Durch das gleichbleibende Temperaturniveau ist Erdwärme gut als Wärmeträger für Wärmepumpen einsetzbar. Üblicherweise werden Wärmepumpen in Kombination mit Flächenheizungen, also Wand- oder Fußbodenheizungen genutzt, da für diese nur geringe Vorlauftemperaturen erforderlich sind. Sie können aber auch mit konventionellen Verbrennungsheizungen und entsprechenden Wärmeverteilsystemen kombiniert werden. Wärmepumpen werden mit Strom betrieben, aus Klimaschutzsicht wäre eine Bereitstellung aus Erneuerbaren Energien sinnvoll.

Umgebungswärme eignet sich jedoch nicht nur zum Heizen, sondern auch zum Kühlen – vorausgesetzt, das Haus hat eine Fußboden- oder Flächenheizung. Besonders energiesparend und umweltfreundlich ist das mit oberflächennaher Geothermie, die auch im Sommer kühl genug ist, um das Haus ohne Zutun der Wärmepumpe zu temperieren. Auch Grundwasser und Eisspeicher können ein Haus mit Fußbodenheizung im Sommer „passiv“ mit sehr geringem Energieaufwand kühl halten. Manche Luft-Wärmepumpen haben eine Kühlfunktion, müssen dafür aber wie im Heizbetrieb „aktiv“ gegen die Außentemperatur anarbeiten und brauchen daher mehr Energie.

Erwärmesonden sind in Kerpen gemäß des Geologischen Diensts NRW in weiten Bereichen des Stadtgebietes mit einer flachen bis mittleren Ergiebigkeit einsetzbar. Erdwärmekollektoren zeichnen sich durch einen höheren Flächenbedarf als Erdwärmesonden aus, da erstere flach unter der Oberfläche verlegt werden, während Sonden in die Tiefe gebaut werden und dadurch geringeren Platzbedarf haben. Für die Erdwärmesonden zwischen 40 m und 100 m wird im gesamten Stadtgebiet keine geothermische Ergiebigkeit ausgewiesen. Aufgrund des Tagebaus und der daraus resultierenden Sümpfung wird das gesamte Gebiet als ungeeignet charakterisiert.


Links

Technik der Wärmepumpe - EnergieAgentur.NRW: Mit einer Wärmepumpe kann man Umgebungswärme nutzen und sein Gebäude klimafreundlich mit Wärme versorgen. Funktionsweise und Varianten von Wärmepumpen werden auf der Seite der EnergieAgentur.NRW erklärt.

Geologischer Dienst NRW: Der Geologische Dienst NRW bietet weitere Informationen und Beratung zu geothermischen Fragestellungen.

Geothermie-Portal NRW: Im Geothermie-Portal NRW können Sie eine erste Einschätzung zur Standorteignung ihres Objektes hinsichtlich des geothermischen Potenzials vornehmen.

Für den Betrieb einer Wärmepumpe, die Erdwärme nutzt, ist eine wasserrechtliche Erlaubnis beim Umweltamt des Rhein-Erft-Kreises einzuholen. Weitere Informationen zum Genehmigungsverfahren und Ansprechpersonen finden Sie hier.