Geothermie vor dem Markthochlauf

Preisschocks bei Öl und Gas haben in den vergangenen Jahren den Druck erhöht, nach alternativen Wärmequellen zu suchen. Parallel verpflichten gesetzliche Vorgaben Kommunen und Stadtwerke zur Erstellung kommunaler Wärmepläne. Beides führt dazu, dass die grundlastfähige Geothermie immer öfter auch als eine mögliche Wärmequelle mitgedacht wird. Das Interesse ist nach Auskunft des Bundesverbands Geothermie (BVG) in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen. „Für viele Stadtwerke und private Unternehmen ist die Geothermie eine interessante Option, um langfristig sichere und bezahlbare Wärme bereitzustellen“, sagte Gregor Dilger, Geschäftsführer des BVG. 

Auch vor dem geopolitischen Hintergrund ist „neben der Wirtschaftlichkeit die Unabhängigkeit, die eine heimische erneuerbare Wärmeversorgung bietet, ein starkes Argument für die Dekarbonisierung des Gebäudesektors. Hier sollte Erdwärme künftig eine entscheidende Rolle spielen“, so Dilger am 17. April. Bei einer Onlinekonferenz haben der BVG und der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) eine Studie zur Wirtschaftlichkeit von erdgekoppelten Wärmepumpen vorgestellt.

„Das Potenzial für Geothermie in Deutschland ist immens. Allein mit der Nutzung von natürlichen Thermalwasservorkommen mithilfe der tiefen Geothermie kann perspektivisch rund ein Viertel des Wärme- und Kältebedarfs hierzulande gedeckt werden“, sagte Dilger im vergangenen Jahr, als eine neue Landkarte für Tiefengeothermieprojekte vorgestellt wurde. Ein Viertel der Wärmeversorgung wären rund 300 Milliarden kWh. Das weit größere Potenzial liegt aber in der oberflächennahen Geothermie. Mehr als 70 Prozent des Gebäudebestands könnten theoretisch damit versorgt werden, so Daten der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG.

Die oberflächennahe Geothermie nutzt Erdwärme bis in Tiefen von rund 400 Metern und Temperaturen bis etwa 25 Grad Celsius. Sie eignet sich daher für die Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden sowie für die Integration in Quartiersnetze. Denn Erdwärmesonden ermöglichen sowohl dezentrale Anwendungen als auch die Einbindung in Nah- und Fernwärmesysteme. 

Trotz politischer Initiativen bleiben Genehmigungsverfahren, egal in welcher Tiefe, langwierig. Geothermieprojekte unterliegen dem Berg-, Wasser- und Umweltrecht. Ein weiteres Hemmnis liegt in der Datenverfügbarkeit. Für viele Regionen fehlen noch immer detaillierte geologische Informationen. Explorationsmaßnahmen verursachen zusätzliche Kosten und erhöhen das wirtschaftliche Risiko. Gerade kleinere Versorger stoßen hier an finanzielle Grenzen. Auch die Integration in bestehende Wärmestrukturen stellt eine Herausforderung dar. Der Aufbau von Netzinfrastruktur erfordert hohe Investitionen und langfristige Planung.

In den vergangenen Jahren haben sich Forschungsprojekte mit solchen Fragen beschäftigt, etwa das Projekt „KNW-OPT II“, das bei den Berliner Energietagen Mitte April vorgestellt wurde. Die Forschenden haben dabei nicht nur die Technik im Blick, sondern auch, wie der Markthochlauf gelingen kann. Im Fokus stehen die Anforderungen von Stadtwerken, Kommunen und Planenden. An dem Forschungsprojekt „KNW-OPT II“ sind die Stadtwerke Bad Nauheim und Soest beteiligt. Beide Versorger haben erdkollektorbasierte kalte Nahwärmenetze umgesetzt. 
 
In Bad Nauheim wird ein großes Neubaugebiet mit 400 Gebäuden seit knapp vier Jahren vollständig erneuerbar versorgt. Möglich machen das eine über 11.000 Quadratmeter große Fläche an Kollektoren unter einem Acker, die dem Boden die benötigte Wärme entziehen, und ein kaltes Nahwärmenetz. Laut den Bad Nauheimern ist die Kundenresonanz positiv, mehr als 90 Prozent der Häuser sind mittlerweile ans Netz angeschlossen.

In Bad Nauheim war Erdwärme wirtschaftlicher als Erdgas

Allerdings stellte der Versorger auch klar: Die Genehmigung in Hessen war aufwendig und langwierig, die Umsetzung beratungsintensiv. Die Stadtwerke haben sich dabei gegen Erdgas entschieden und für die oberflächennahe Geothermie, kombiniert mit dem kalten Nahwärmenetz. Nun sind die Bad Nauheimer zufrieden, denn die umgesetzte Lösungen ist nicht nur ökologisch, sondern auch die wirtschaftlich tragfähigere − auch wegen der hohen freiwilligen Anschlussquote.

Die angeschlossenen Gebäude benötigen zusätzlich eine Wärmepumpe, um die Wärme auf ein entsprechendes Temperaturniveau zu heben. Die Kundinnen und Kunden zahlen jedoch nur die abgenommene Wärme, die Wärmepumpen bleiben im Besitz des Versorgers. Die Stadtwerke Bad Nauheim haben dafür Contractingverträge mit den Gebäudeeigentümern abgeschlossen. 

Hier zeigt sich eine große Hürde, die nicht nur bei derart dimensionierten Projekten besteht und überwunden werden muss, sondern auch bei kleineren Projekten von Hauseigentümern oder Wohnungsbaugesellschaften. Die Anfangsinvestitionen sind bei erdwärmegekoppelten Anlagen deutlich höher als etwa für fossile Gaskesselanlagen. Und die Frage, die sich dann stellt: Gleicht sich das während der Laufzeit der Anlage aus? Um sie beantworten zu können, haben der Geothermie- und der Wärmepumpenverband die am 17. April vorgestellte Studie bei Prognos in Auftrag gegeben.

Die Studienautoren haben sich insbesondere Wärmepumpen angesehen, die das Erdreich als Wärmequelle nutzen. Ein zentrales Ergebnis: Erdwärmepumpen sind „klar die günstigste Heizoption“, wenn sie mit einem Gaskessel verglichen werden, so Dominik Rau von Prognos, der über die Ergebnisse bei der Onlinekonferenz referierte. Die Anfangsinvestitionen seien zwar hoch, würden sich aber langfristig mehr als rechnen. 

Geothermie benötigt weiterhin Förderung 

Das Kurzgutachten nimmt auch in den Blick, dass die Lebensdauer von Erdwärmesonden deutlich länger ist als die der eigentlichen Heizgeräte. Während die Gas- und Wärmepumpenheizgeräte mit 18 bis 20 Jahren in die Rechnung eingehen, wird die Lebensdauer von Erdwärmesonden auf 60 Jahre veranschlagt. Experten schätzen, dass sie auch 100 Jahre und mehr betragen könnte.

Dabei zeigt sich: Liegt der Gaskessel in den ersten Jahren noch gleichauf mit den beiden Wärmepumpentypen, so wachsen die Unterschiede durch steigende Gaspreise, einen wachsendenden Anteil an Biomethan sowie einen Anstieg des CO2-Preises schnell an. Die Gesamtkosten fossiler Systeme steigen damit schneller als die der elektrischen Alternativen, heißt es in der Studie: Auf 20 Jahre gerechnet kommt in einem typischen Mehrfamilienhaus ein neuer Gaskessel auf 380.903 Euro, die Luft-Wasser-Wärmepumpe auf 258.224 Euro und die Erdwärmepumpe auf 227.200 Euro. 

In diesem Zusammenhang mahnte der Geschäftsführer des Bundesverbands Wärmepumpe, Martin Sabel, an, die Förderungen nicht einzuschränken. Denn erdgekoppelte Anlagen haben aufgrund der Bohrkosten hohe Anfangsinvestitionen. Nach Zahlen der vorgestellten Studie sind die Kosten für eine erdgekoppelte Wärmepumpe mehr als doppelt so hoch wie bei einem Gaskessel. „Diese hohen Anfangsinvestitionen muss man erst einmal stemmen können“, sagte Sabel. Daher seien Förderungen wichtig, damit Eigentümerinnen und Eigentümer nicht in eine „Kostenfalle“ laufen und sich aufgrund der niedrigeren Beschaffungskosten für eine fossile Anlage entscheiden.