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Erdwärmebohrung: Das Wichtigste im Überblick
Erdwärmebohrung: Wie funktioniert Geothermie?Geothermie bezeichnet die Gewinnung von Energie in Form von Wärme aus dem Erdreich. Während große Geothermiekraftwerke mittels Turbinen die aus heißen Wasserreservoirs gewonnene Wärme in Strom umwandeln, nutzt man beim Hausbau individuelle Einzelbohrungen. An die ins Bohrloch eingesetzte Erdwärmesonde werden Sole-Wasser-Wärmepumpen angeschlossen und wandeln die Erdwärme in nutzbare Wärme für das Haus um. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe wird daher auch Erdwärmepumpe genannt. Für die spätere Beheizung des Hauses wird die individuelle Auslegung der Tiefenbohrung berechnet. Diese ist abhängig von Standort, Bodenbeschaffenheit und Erdschichten und der benötigten Energie für das Haus. Daraus ergeben sich die Anzahl der Bohrungen und die benötigte Bohrtiefe. Der Antrag für die Erdwärmebohrung wird beim Bauamt eingereicht und ist genehmigungspflichtig. Insbesondere die Wasserbehörde prüft die beantragte Bohrung in Bezug auf die Wasserschutzgebiete. Bei der Erdsondenbohrung wird dann entsprechend der Auslegung ein üblicherweise vertikales (selten ein schräges) Bohrloch ins Erdreich gebohrt und eine Sonde eingesetzt. An diese Erdsonde werden die Sole-Leitungen der Erdwärmepumpe angeschlossen. Die Heizung entzieht dann mithilfe der Sole-Leitungen der Sonde die Wärme und wandelt sie mit einer Jahresarbeitszahl > 4,5 (aus einer Kilowattstunde Erdwärme werden mindestens 4,5 Kilowattstunden Heizwärme) in Wärme für Warmwasser und Gebäudebeheizung um. Wie tief muss die Erdwärmebohrung sein?Die Tiefe der Erdwärmebohrung ergibt sich aus der Heizlast des Gebäudes und dem vorhandenen Erdreich mit seiner Bodenbeschaffenheit am zukünftigen Standort. Bei weicheren Erdschichten kann tiefer gebohrt werden als bei Felsschichten. Statt einer tiefen Bohrung können dann auch zwei weniger tiefe Bohrungen ausreichen. Die maximale Bohrtiefe liegt üblicherweise bei 100 Metern, da hier nur die Genehmigung des Bauamts und der Wasserbehörde erforderlich sind. Bei tieferen Bohrungen muss das Bergbauamt zusätzlich genehmigen. Im Durchschnitt liegt die Bohrtiefe bei etwa 70 Metern. Berechnet wird die Bohrtiefe mithilfe der „Entzugsleistung“. Im Durchschnitt, bei idealen Bodenverhältnissen, liegt die Entzugsleistung der Erdwärmesonde bei etwa 50 Watt pro Meter. Werden 4.000 Watt benötigt, so beträgt die Bohrlänge für die Erdwärmesonde 80 Meter. Statt einer Erdsonde mit 80 Metern können hier aber auch zwei Sonden mit 40 Meter oder auch ungleichmäßig geteilt mit 30 und 50 Metern eingesetzt werden. Voraussetzungen für die ErdwärmebohrungEine Erdwärmebohrung ist rein aus technischer Sicht erst mal überall möglich. Speziell in Trinkwasserschutzgebieten sind die Bohrungen allerdings verboten. Aus diesem Grund muss auch immer die Wasserschutzbehörde ihre Genehmigung zur Tiefenbohrung erteilen. Weitere Ausschlusskriterien sind (angrenzende) Bergbauregionen, Qualität des Grundwassers (Kohlendioxideinschlüsse oder auch stark mineralisiertes Grundwasser) oder auch ein Grundwasserstockwerksbau. Liegt keines dieser Ausschlusskriterien vor, so sind die Voraussetzungen für eine Genehmigung der Tiefenbohrung grundlegend vorhanden. Als weitere Voraussetzung ist zu beachten, dass auf dem Grundstück ausreichend Platz für die Bohrung vorhanden ist. Zu Gebäuden muss ein Abstand von mindestens zwei Metern eingehalten werden. Was sind Erdwärme-Flächenkollektoren?Erdwärme-Flächenkollektoren sind eine Alternative zur Tiefenbohrung und Erdsonde. Stattdessen werden Kollektoren in mindestens 1,5 Meter Tiefe im Erdreich verlegt. Vorstellen kann man sich diese Anlage wie eine überdimensionale Fußbodenheizung im Garten. Der Flächenbedarf ist daher auch sehr groß und die Fläche darf nicht mit Gebäuden überbaut werden. Die Kosten sind dafür niedriger als bei einer Tiefenbohrung. Weitere Alternativen sind Erdkörbe und photovoltaisch-thermisch Kollektoren (PVT-Kollektoren). Erdkörbe werden wie Flächenkollektoren in mindestens 1,5 Meter Tiefe im Erdreich verlegt, benötigen aber weniger Platz als reine Flächenkollektoren. PVT-Kollektoren nutzen keinerlei Erdwärme, sondern holen sich die benötige Energie vom Dach des Hauses. Das könnte Sie auch interessieren Erdwärmebohrung: Welche Kosten fallen an?Als Faustformel gilt: je Meter Bohrtiefe fallen 100 Euro an. Bei einer Bohrtiefe von 70 Metern ist somit mit 7.000
Euro zu rechnen. Darin sind die folgenden Kosten enthalten:
Wichtige Fragen und AntwortenWelche Temperaturen kann Erdwärme erreichen?Aufgrund der üblichen Bohrtiefe von maximalen 100 Metern kann die Erdwärmebohrung eine maximale Temperatur von etwa 12 Grad Celsius erreichen. Mit tieferer Bohrung würden auch die möglichen Temperaturen im Untergrund steigen, da die Erdkerntemperatur bei etwa 5.000 Grad Celsius liegt. Kann die Erdwärmebohrung das Trink- und Grundwasser verschmutzen?Die Erdwärmebohrung könnte tatsächlich das Trink- und Grundwasser verschmutzen, da Segmente und Wasser aus tieferen Gesteinslagen durch das Bohrloch nach oben durch den Grundwasserbereich befördert werden. Aus diesem Grund muss die ausführende Bohrfirma die Bohrung so durchführen und absichern, dass es keine Kontamination des Grundwassers gibt. Wenn dies gewährleistet ist, ist eine Verschmutzung des Trinkwassers nicht möglich. Erdwärmebohrungen unterliegen daher den Regelungen der Wasserbehörde und werden wie auch Brunnenbohrungen entsprechend überwacht und sind genehmigungspflichtig. In manchen Gebieten müssen Sie sich daher an besondere Auflagen halten. Werden mit der Erdwärmebohrung giftige Stoffe an die Oberfläche befördert?Die eingesetzte Erdwärmesonde transportiert keine Stoffe an die Oberfläche. Lediglich bei der Erdwärmebohrung, bevor die Sonde eingesetzt wird, wird der sogenannte Bohrschlamm aus dem Bohrloch nach oben transportiert. Dieser kann beispielsweise Schwefelwasserstoff enthalten. Der Fachbetrieb für die Bohrung entsorgt auch den Bohrschlamm fachgerecht nach der Durchführung. Kühlt die Erdwärme mit der Zeit ab, wenn die Erde kälter wird? Muss man dann nachbohren?Im Bereich der Sonde, wo dem Erdreich die Energie entzogen wird, ist der Boden nach der Bohrung kälter. Allerdings handelt es sich hierbei um einen stetigen Kreislauf, da sich das Erdreich auch wieder erwärmt und dann neue Energie an die Sonde abgibt. Die Energie wird demnach immer nur kurzzeitig entzogen und führt nicht zu einem dauerhaften Auskühlen des Bodens. Ein Nachbohren nach einigen Jahren ist somit nicht notwendig, da keine dauerhafte Abkühlung des Erdreichs vorhanden ist. Wie tief ist das tiefste Loch das man graben kann?Rekord. Die Kola-Bohrung wurde in der gebohrten Länge erst im Jahre 2008 durch eine Tiefseebohrung im Al-Shaheen-Ölfeld in Katar übertroffen. Allerdings erreicht dieses Bohrloch nur eine Tiefe von 1500 Metern unter dem Meeresboden, da der größte Teil dieser Bohrung (10.902 Meter) in die Horizontale ging.
Warum kann man nicht so tief bohren?"Tiefer kann man nicht bohren"
Tiefer kann man die Erdkruste nicht anbohren, so Dr. Frank Holzförster, der Leiter des heutigen GEO-Zentrums an der KTB. Denn in dieser Tiefe herrschen 287 Grad. Das Gestein sei zwar fest, aber sobald Druck ausgeübt werde sei es zähflüssig wie Honig.
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Wie tief kann man maximal in die Erde bohren?
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