16. November 2022

Strategiepapier zu Erdwärmepumpen

Für eine Wärmeversorgung ohne Öl und Gas, die nachhaltig, versorgungssicher, regional und bezahlbar ist, stellen Erdwärmepumpen die vorteilhafteste Option dar, argumentieren drei Verbände. Erdwärmepumpen arbeiten effizient, decken ein breites Leistungsspekt rum ab und bieten erprobte Lösungen, so ihre These zur Relevanz der Technologie für die Wärmewende.

„Oberflächennahe Geothermie stellt eine grundlastfähige und heimische Wärmequelle dar.“ Flächenverbrauch und Emissionslast seien außerordentlich gering, heißt es im Geleitwort der Herausgeber zu ihrem Strategiepapier „Roadmap Oberflächennahe Geothermie – Potenziale, Hemmnisse und Handlungsempfehlungen“. Erarbeitet wurde sie durch die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG. Auftraggeber und Herausgeber sind der Bundesverband Geothermie (BVG), der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) und die Erdwärme Gemeinschaft Bayern. Im Februar dieses Jahres wurde sie vorgestellt.

Die Wärmewende hinkt der Stromwende in Deutschland hinterher, beginnt die Bestandsaufnahme der Roadmap. Mehr als die Hälfte der Stromenergie komme in guten Jahren von Sonne und Windkraft. Regenerative Wärmequellen wie Biomasse, Solarthermie und Erdwärme deckt hingegen noch weniger als ein Fünftel des Wärmebedarfs. Den vielversprechendsten Ansatz, dies zu ändern, stellten Wärmepumpen dar. Bis 2030 müssten sechs Mio., bis 2045 zwölf Mio. Wärmepumpen installiert sein, um die Klimaschutzziele zu erreichen.

Hier böten Geräte, die oberflächennahe Geothermie als Wärmequelle nutzen (Erdwärmepumpen), die meisten Vorteile. Sie seien deutlich effizienter als Luftwärmepumpen. Mit einer kWh Strom können bis zu fünf kWh Erdwärme bereitgestellt werden. Durch eine Verschiebung des Feldbestandes von 20% Erdwärmepumpen auf 50% im Jahr 2030 bei 5 Mio. Wärmepumpen könnten 375.000 t CO₂ jährlich eingespart werden. Stiege der Wärmepumpenbestand auf 15 Mio. Geräte, würde bei 50% Erdwärmenutzung der Strombedarf um 7,5 TWh/a reduziert.

Technologie und Einsparpotenziale
Die Einordnung der Technologie „Erdwärmepumpe“ nimmt einen großen Part der Studie ein. So wird in der „Potenzialanalyse“ beschrieben, anhand welcher Kriterien das geothermische Potenzial zur Bereitstellung von Nutzwärme für Bestandsgebäude mittels Erdwärmepumpen eingeschätzt wird. Zu berücksichtigen sind Gebäudecharakteristik, Grundstücksrahmenbedingungen, genehmigungsrechtliche Randbedingungen und das lokale geothermische Potenzial. In einem Bundesland, Nordrhein-Westfalen (NRW), gibt es bereits eine flächendeckende, detaillierte Potenzialanalyse.

Die Studie kommt auf Grundlage dieser Daten für ganz NRW zu einem Deckungsanteil von 65% und schätzt für die übrigen Bundesländer einen Deckungsanteil von 50%. Würden zudem die Tiefe von Bohrungen für Erdwärmesonden von 100 m auf 200 m erweitert und zusätzliche technische Erschließungsmaßnahmen genutzt, könnte sich für ganz Deutschland ein grundsätzlich umsetzbarer Deckungsanteil von bis zu 75% des Wärmebedarfs ergeben.

Wärmepumpenmarkt
Im Kapitel „Entwicklung des Wärmepumpenmarktes“ werden Fakten zur Erdwärmepumpe in bereits vorhandene Studien zur Wärmepumpe eingeordnet. Häufig würde eine Unterscheidung nach den genutzten Wärmequellen gar nicht vorgenommen. Dabei lasse sich ein direkter Zusammenhang zum Strombezug je kWh Wärme aufzeigen (Bild 1). Nicht zuletzt seien Erdwärmepumpen für den Einsatz in Niedertemperaturnetzen ebenso geeignet wie im (teilsanierten) Altbau, und könnten über ihre passive Kühlfunktion den Einsatz zusätzlicher Klimageräte teilweise obsolet machen. Der letzte Abschnitt der Roadmap beschäftigt sich mit den Rahmenbedingungen (siehe Kasten).

Die „Roadmap Oberflächennahe Geothermie – Potenziale, Hemmnisse und Handlungsempfehlungen“ steht unter bit.ly/geo_Fnh zum Download bereit.

www.ieg.fraunhofer.de

Handlungsbedarf aus Sicht der Roadmap
„Erdwärmepumpen sind heute bei vielen Herstellern am Markt verfügbar. Die Systeme arbeiten äußerst effizient, decken ein breites Leistungsspektrum ab und bieten erprobte Lösungen“, erklärt Rolf Bracke, Leiter des Fraunhofer IEG. „Die Hemmnisse für den Markterfolg liegen also weniger im technischen Bereich als bei Förderrichtlinien, Genehmigungsverfahren, mangelnder Investitionsbereitschaft und Fachkräftemangel.“ Die Autoren sehen für eine Nutzung der Geothermie in sechs Bereichen folgende „Hemmnisse und Handlungsnotwendigkeiten“:

1. Genehmigungsverfahren: Die Bundesländer sollen ihre Restriktionen überarbeiten, reduzieren und bundesweit vereinheitlichen. Insbesondere der Gegensatz von Gewässerschutz und Geothermie entspreche nicht dem Stand der Technik.

2. Fachkräfte: Die Ausbildung im Sanitär-, Heizungs- und Klima-Handwerk mit seinen 400.000 Handwerkern muss die Wärmewende inhaltlich in den Fokus nehmen. Auch das Bohrhandwerk brauche mehr Kapazitäten, kurzfristig fehlten 2500 Bohrgeräte und über 6000 Fachkräfte.

3. Verwaltung: Die Genehmigungsbehörden müssen in der Lage sein, ziel- und umsetzungsorientiert zu agieren, etwa durch eine vorausschauende Anpassung der Stellenpläne und die konsequente Besetzung dieser Stellen.

4. Erneuerbar statt fossil fördern: Der Einbau fossiler Heizungen ist so schnell wie möglich zu untersagen. Austausch von Bestandsanlagen deutlich vor 2045. Anreizprogramme durch Bund und Länder. Elektrische Energie für Wärmepumpen soll von Steuern und Abgaben entlastet werden.

5. Daten: Vervollständigung der geologischen Daten des Untergrundes durch die jeweiligen Landesdienste. Flächendeckende Bereitstellung (off en und digital) der Daten – kurzfristig: bis 200 m Tiefe, mittelfristig: bis 400 m Tiefe.

6. Gesellschaftliche Akzeptanz: Kampagnen sollen insbesondere über die geringen langjährigen Betriebskosten (Wirtschaftlichkeit) nach anfänglich höheren Investitionskosten informieren. Die öffentliche Hand soll mit einer Modernisierungsoffensive vorangehen, gleiches gilt für Wohnungsgesellschaft en mit großem Bestand.