Oberflächennahe Geothermie: Nicht tiefschürfend, aber wirkungsvoll
Mithilfe der oberflächennahen Geothermie wird Heiz- und Kühlenergie im äußeren Erdreich bis zu 400 m Tiefe gewonnen. Dieser Bereich, der auch als Wärmespeicher dienen kann, setzt sich aus mehreren Schichten zusammen: An der Erdoberfläche bis zu 10 m Tiefe speichert die Erde Sonnenwärme. Auch diese Energie kann durch die Geothermie nutzbar gemacht werden. Im darunter gelegenen Erdreich steigt die Temperatur an, je tiefer man hineingelangt. In 100 m Tiefe ist es ca. 13 °C warm, alle weitere 100 m erhöht sich die Temperatur um etwa 3 °C.
Mit folgenden Methoden lässt sich die Heiz- und Kühlenergie aus den oberflächennahen Schichten gewinnen:
- Erdwärmekollektoren: Die Kollektoren werden horizontal in 0,8 bis 1,6 m Tiefe verlegt. Sie greifen im Wesentlichen auf die gespeicherte Sonnenenergie zu und unterliegen den Witterungsschwankungen.
- Erdwärmesonden: In Deutschland errichtet man Erdwärmesonden üblicherweise in einer Tiefe von 50 bis 160 m. Sie werden über senkrechte Bohrungen in die Erde eingebracht. Die Sonden sind mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt (normalerweise einer Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel).
- CO2-Sonden: Bei diesen Sonden handelt es sich um eine komplexe technische Variante der Erdwärmesonden. Sie bestehen aus einem druckfesten, flexiblen Edelstahl- oder Kupferrohr, das mit flüssigem bzw. gasförmigem Kohlendioxid gefüllt ist.
- Brunnen: Abhängig vom Standort lässt sich eine Wärmepumpe auch mit Grundwasser aus Brunnen betreiben. Dabei wird das Wasser aus dem Brunnen nach oben zur Wärmepumpe zur Energieabgabe gefördert und anschließend zurück geleitet.
- Energiepfähle: Betonbauteile lassen sich nicht nur als tragendes oder architektonisches Element einsetzen, sondern auch als Wärmeleiter. Das heißt, in die Erde eingelassene Betonpfähle können auch als Basis für ein wirtschaftliches Heiz- und Kühlsystem genutzt werden.
