Oberflächennahe Geothermie für Ein- und Mehrfamilienhäuser: Heizen, Kühlen und was Ihnen niemand sagt

Zwei Dinge geschehen mit europäischen Gebäuden gleichzeitig. Das Heizen muss dekarbonisiert werden, fossile Heizkessel werden also nach einem Zeitplan aus dem Markt genommen, der in den meisten Ländern inzwischen sichtbar ist. Und die Sommer sind heiß genug geworden, dass Kühlen keine Luxusfrage mehr ist, sondern eine Frage der Bewohnbarkeit, besonders in den Dachgeschosswohnungen gut gedämmter Neubauten.

Die meisten Technologien lösen eines dieser Probleme und verschärfen das andere. Oberflächennahe Geothermie gehört zu den wenigen, die beides mit denselben Rohren lösen, und sie tut das auf eine Weise, die eine regulatorische Hürde unauffällig umgeht, an der viele Eigentümer auf der Suche nach einer Klimaanlage scheitern.

Fehler sind allerdings teuer, und eine ganze Reihe von Projekten macht sie. Hier also die ehrliche Version: was Erdwärme für ein Einfamilienhaus oder ein kleines Mehrfamilienhaus wirklich leistet, wo sie enttäuscht und was ein Projekt, das fünfzig Jahre lang funktioniert, von einem unterscheidet, das nur mühsam läuft.

Was "oberflächennahe Geothermie" tatsächlich bedeutet

Oberflächennahe Geothermie nutzt den Untergrund in den ersten Hundert Metern unter Ihrem Gebäude im Winter als Wärmequelle und im Sommer als Wärmesenke. Unterhalb von etwa zehn bis fünfzehn Metern folgt die Erdreichtemperatur den Jahreszeiten nicht mehr und pendelt sich nahe der lokalen Jahresmitteltemperatur der Luft ein, in weiten Teilen Europas typischerweise bei 8 bis 14 °C, mit der Tiefe langsam ansteigend.

Für ein Einfamilienhaus oder ein kleines Mehrfamilienhaus ist die übliche Konfiguration eine oder mehrere vertikale Erdwärmesonden, meist zwischen 50 und 300 Meter tief, jede mit einer geschlossenen Kunststoffrohrschleife. Ein Wasser-Glykol-Gemisch, die Sole, zirkuliert durch diese Schleife, nimmt Wärme aus dem umgebenden Gestein auf und führt sie einer Sole-Wasser-Wärmepumpe zu, die sie auf ein nutzbares Temperaturniveau für Fußbodenheizung oder Warmwasser anhebt. Horizontale Erdkollektoren und Energiepfähle gibt es ebenfalls, aber wo Grundstücksfläche knapp ist, dominieren Sonden, und das ist bei den meisten städtischen und vorstädtischen Projekten der Fall.

Die Größenordnung ist nicht marginal. Allein in der Schweiz lieferten geothermische Quellen 2024 rund 4,7 TWh Wärme, etwa 5 % des nationalen Wärmebedarfs, wovon Erdwärmesonden und Erdregister rund 82 % ausmachten.

Warum Eigentümer sich dafür entscheiden

1. Sie kühlt dort, wo andere Kühlung eingeschränkt ist

Das ist das Argument, das überzeugt, und es wird am seltensten diskutiert.

In weiten Teilen Europas behandelt das Baurecht aktive Komfortkühlung als etwas, das begründet werden muss, statt als Selbstverständlichkeit. Der konkrete Mechanismus unterscheidet sich je nach Land, Kanton oder Bundesland und manchmal sogar nach Gemeinde, doch das Muster wiederholt sich: Energievorschriften, die installierte Kälteleistung begrenzen oder prüfen, die Pflicht, zuerst passive Maßnahmen wie Verschattung und Nachtauskühlung auszuschöpfen, planungsrechtliche Beschränkungen für sichtbare Außeneinheiten in dichten oder geschützten Straßenbildern, Lärmgrenzwerte an der Grundstücksgrenze und der laufende F-Gas-Ausstieg, der die Kältemittelseite weiter verengt. Eigentümer, die eine konventionelle Splitanlage installieren wollen, stellen häufig fest, dass die Antwort Nein lautet oder Ja-aber-eigentlich-nicht.

Geothermische Kühlung verhält sich anders, weil sie eine grundsätzlich andere Maschine ist. In ihrer passiven Form, je nach Sprachgebrauch Free Cooling, natürliche Kühlung oder Geocooling genannt, läuft überhaupt kein Kompressor. Warmes Wasser aus den Boden- oder Deckenkreisen des Gebäudes wird über einen Wärmetauscher gegen die kalte Sole aus den Erdwärmesonden geführt, und die Wärme geht ins Erdreich. Der einzige Stromverbraucher ist eine Umwälzpumpe. Je nach System kostet eine Kilowattstunde Kälte auf diesem Weg typischerweise zwischen einem Zwanzigstel und einem Vierzigstel des Stroms, den ein Kompressionskühler benötigen würde.

Die regulatorische Konsequenz folgt aus der Physik. Es gibt keine Außeneinheit, also nichts, was von der Straße aus zu sehen, und nichts, was von der Terrasse des Nachbarn aus zu hören wäre. Es gibt keine zusätzliche Kältemittelfüllung über das hinaus, was ohnehin in der Wärmepumpe steckt. Der Stromverbrauch ist so gering, dass er einen Energienachweis selten stört. In vielen Rechtsordnungen fällt geothermische Kühlung damit entweder ganz aus den Beschränkungen heraus oder liegt komfortabel innerhalb davon, an einem Punkt, an dem ein konventionelles System scheitern würde.

Auch der Komfort ist anders. Kühlung über Bodenplatte oder Decke wirkt strahlend und gleichmäßig: kein Zug, keine kalte Stelle, kein Ventilatorgeräusch. Es fühlt sich nicht wie eine Klimaanlage an. Es fühlt sich an, als würde das Gebäude einfach nicht überhitzen.

Zwei ehrliche Grenzen. Passive Fußbodenkühlung liefert eine moderate Leistung in der Größenordnung von 15 bis 25 W/m², genug, um die Sommerspitze um mehrere Grad zu senken, aber nicht genug, um sich in einer Hitzewelle wie ein Splitgerät zu verhalten. Und weil die Oberflächen kalt sind, muss der Taupunkt beherrscht werden, was eine saubere Vorlauftemperaturregelung erfordert und in feuchten Klimaten eine separate Entfeuchtung.

Die Regeln unterscheiden sich erheblich zwischen Ländern und sogar zwischen Gemeinden. Betrachten Sie das Obenstehende als Umriss der Fragestellung, nicht als Rechtsberatung für Ihren Standort.

2. Regeneration: Kühlen verlängert die Lebensdauer des Systems

Hier kommt der Teil, der überrascht. Das System zum Kühlen zu nutzen, nutzt es nicht ab. Es bewirkt das Gegenteil.

Ein reines Heizsondenfeld entzieht dem Erdreich jeden Winter Wärme und gibt nichts zurück außer dem, was die Natur langsam nachliefert. Über Jahrzehnte kühlt das Gestein rund um die Sonden aus. Die Drift ist von Jahr zu Jahr klein, aber kumulativ, und über dreißig bis fünfzig Jahre kann sie mehrere Kelvin betragen. Jedes Grad, das die Quelle verliert, kostet die Wärmepumpe Effizienz, also mehr Strom für dieselbe Wärme. Ein Feld, das im ersten Jahr optimistisch dimensioniert wurde, kann im zwanzigsten Jahr sichtbar unterdurchschnittlich arbeiten, und nachträglich lässt sich das nicht einfach wegbohren.

Sommerkühlung kehrt das um. Jede Kilowattstunde Wärme, die Sie im Juli ins Erdreich schieben, ist eine Kilowattstunde, die im Januar nicht aus frischem Gestein gezogen werden muss. Das nennt sich Regeneration, und ihre Wirkungen verstärken sich gegenseitig:

• Die langfristige Erdreichtemperatur bleibt stabil, statt abzusinken, so dass die Jahresarbeitszahl, die Ihnen im ersten Jahr versprochen wurde, ungefähr die Jahresarbeitszahl ist, die Sie im vierzigsten Jahr noch haben.
• Das Feld kann oft kleiner ausfallen. Weil sich das Erdreich erholt, lässt es sich mit weniger oder kürzeren Sonden für dieselbe Heizleistung auslegen. Die Bohrung ist der größte Einzelkostenblock im Projekt, das schlägt also direkt auf die Investition durch.
• Dieselben verlegten Rohre erledigen beide Aufgaben. Kühlung ist kein Zusatzsystem, sondern eine zweite Nutzung einer Anlage, die Sie ohnehin bezahlt haben.

Es kommt wirklich selten vor, dass der Komfortgewinn und der Gewinn an Langlebigkeit dieselbe Investition sind. Hier sind sie es.

Die Einschränkung: Die Bilanz muss geplant und nicht erhofft werden. Ein kühllastdominiertes Gebäude kann das Erdreich in die andere Richtung drücken und erwärmen, was die Kühlleistung mit der Zeit verschlechtert. Der Punkt ist nicht "mehr Regeneration ist besser", sondern dass die jährliche Wärmebilanz eine Auslegungsgröße ist, die jemand berechnen muss.

3. Sie betreiben Ihr eigenes Netz

Ein Erdsondenfeld ist eine Energiequelle, die Ihnen vollständig gehört. Das Erdreich wird nicht gezählt, nicht gehandelt, unterliegt keiner CO₂-Abgabe und ist von niemandes Pipeline-Politik abhängig.

Der einzige zugekaufte Posten ist der Strom, den die Wärmepumpe verbraucht, und das ist der kleinere Teil der Rechnung. Ein gut ausgelegtes Erdwärmesystem erreicht typischerweise eine Jahresarbeitszahl von etwa 4 bis 5, gegenüber eher 2,5 bis 3,5 für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im selben Gebäude. Bei einer JAZ von 4 kostet jede Einheit Wärme, die im Gebäude ankommt, eine Viertel Einheit gekauften Strom. Die anderen drei Viertel kommen umsonst aus dem Erdreich, jedes Jahr, dauerhaft.

Die praktische Wirkung auf Ihr Risiko lässt sich klar benennen. Steigen die Strompreise um 50 %, steigt die Heizrechnung eines Direktstromsystems um 50 %. Ihre steigt um 50 % eines Viertels. Es gibt keinen Gasanschluss, keine Grundgebühr dafür, keine Brennstofflieferung, keinen Tank, keinen Kamin, keine Kesselwartung und überhaupt keine Abhängigkeit von einem Brennstoffmarkt.

Die Kombination mit Photovoltaik auf dem Dach ist ungewöhnlich gut, und nicht nur aus dem naheliegenden Grund. Der Kühlbedarf erreicht sein Maximum an hellen, heißen Nachmittagen, also genau dann, wenn eine PV-Anlage am meisten produziert, so dass die Kühlfunktion tendenziell mit selbst verbrauchtem statt mit bezogenem Strom läuft. Beim Heizen im Winter passt das schlechter, aber die Überlappung im Sommer ist nahezu ideal.

An der Quelle ist die Wärme zu 100 % erneuerbar. Der CO₂-Fußabdruck des Gesamtsystems ergibt sich dann daraus, woher Ihr Strom kommt, und das ist eine Größe, die Sie steuern und die sich ohnehin dekarbonisiert.

4. Unsichtbar, leise und langlebig

Erdwärmesonden wird üblicherweise eine Nutzungsdauer von 50 bis 100 Jahren zugeschrieben, die Wärmepumpe selbst ist eine Komponente mit 20 bis 25 Jahren. Von der Straße aus ist nichts zu sehen, es gibt keine Außeneinheit, die an einer Fassade schlecht altert, und nichts, worüber sich ein Nachbar um 6 Uhr morgens beschweren könnte. In Ortsbildschutzgebieten und dichten Straßen, wo eine Außeneinheit häufig genau das ist, was abgelehnt wird, zählt das mehr, als es klingt.

Es gibt auch ein Wiederverkaufsargument. Ein Gebäude mit einem dauerhaften, CO₂-armen, nicht fossilen Heiz- und Kühlsystem steht nicht vor der Ersatzfrist, vor der ein Gasheizkessel steht, und Schätzer haben begonnen, das zu bemerken.

Die Nachteile, fair benannt

Die Anfangsinvestition ist real. Die Bohrung dominiert das Budget und skaliert mit Bohrmetern, Geologie und Zugänglichkeit des Grundstücks. Eine Anlage im Einfamilienhaus ist typischerweise eine fünfstellige Investition, deutlich mehr als eine Luft-Wasser-Wärmepumpe und ein Mehrfaches eines Gasheizkessels. Die Amortisation gegenüber der Luft-Wasser-Wärmepumpe liegt häufig im Bereich von 8 bis 15 Jahren und verbessert sich deutlich in Gebäuden mit relevantem Kühlbedarf, weil Sie zwei Systeme für eines bekommen. Gegenüber Direktstrom oder Öl geht es schneller. Beengte städtische Grundstücke, auf denen ein Bohrgerät in einem kleinen Hof arbeiten muss, kosten mehr.

Nicht jeder Standort ist bewilligungsfähig oder geeignet. Grundwasserschutzzonen, Karst, artesische Verhältnisse, belasteter Untergrund und bestimmte quellfähige Gesteinsformationen können Bohrungen einschränken oder verbieten. Mehrere europäische Regionen veröffentlichen genau deshalb Zulässigkeitskarten, und das Bewilligungsverfahren kann Monate dauern. Kleine Parzellen bieten unter Umständen zu wenig Abstand zwischen den Sonden, die ausreichenden Abstand brauchen, um sich nicht gegenseitig Wärme zu entziehen.

Sie bestraft schlechte Planung anders als ein Heizkessel. Ein überdimensionierter Kessel verschwendet Geld. Ein unterdimensioniertes Erdsondenfeld ist ein Leistungsproblem, mit dem Sie über die gesamte Lebensdauer des Gebäudes leben, denn zusätzliche Sonden bedeuten, ein Bohrgerät auf ein fertiges Grundstück zurückzuholen, sofern überhaupt noch Platz ist. Das Loch im Boden ist die eine Entscheidung, die Sie nicht iterieren können.

Sie braucht Niedertemperatur-Heizflächen. Der Effizienzvorteil beruht darauf, Wärme bei 30 bis 40 °C zu liefern. Eine Erdwärmepumpe in einen alten Heizkörperkreis zu setzen, der für 65 bis 70 °C ausgelegt ist, zehrt diesen Vorteil stark auf. Und passive Kühlung braucht gekühlte Flächen: Boden, Decke oder Gebläsekonvektoren. Alte Heizkörper können nicht kühlen.

Die Bauphase stört. Bohren bedeutet Tage bis Wochen mit Bohrgerät, Lärm, Wasser und Bohrgut auf der Baustelle. Im Neubau unkompliziert, im bewohnten Gebäude spürbarer.

Die Kühlleistung ist begrenzt. Passives Geocooling kappt die Spitze und hält das Gebäude in einem angenehmen Band. Es hält keine 21 °C durch eine Woche mit 38 °C, wie es eine überdimensionierte Splitanlage täte, und es entfeuchtet nicht von selbst.

Was ein gutes Geothermieprojekt von einem teuren unterscheidet

Alles Obenstehende entscheidet sich in der Planungsphase, bevor jemand bohrt. Drei Fragen bestimmen das Ergebnis.

Wie viel Wärme und Kälte braucht dieses Gebäude tatsächlich, über ein Jahr und nicht in der Spitze?

Faustwerte in Watt pro Quadratmeter stammen aus heizlastdominiertem, schlecht gedämmtem Bestand. Auf ein gut gedämmtes modernes Gebäude mit echtem sommerlichem Kühlbedarf angewendet, überdimensionieren sie die Heizseite und ignorieren die Kühlseite vollständig. Für ein Erdsondenfeld zählt nicht die Spitze am Auslegungstag, sondern die jährliche Energiebilanz: wie viel Sie entnehmen, wie viel Sie zurückgeben und wann.

Wie viel Untergrund brauchen Sie, um das fünfzig Jahre lang zu leisten?

Das Erdreich ist ein Speicher mit Gedächtnis, das Feld muss also über Jahrzehnte mit dem realen saisonalen Lastprofil simuliert werden, einschließlich der Regenerationswirkung der Sommerkühlung. Ein allein auf die Spitzenlast ausgelegtes Feld wird entweder teuer überdimensioniert oder unauffällig unterdimensioniert sein, und Sie erfahren erst im fünfzehnten Jahr, welches von beiden.

Rechnet es sich, und verglichen womit?

Die Optionen, die gegeneinander geprüft werden sollten, sind zahlreicher, als die meisten Eigentümer vermuten: weniger tiefe Sonden gegenüber mehr flachen, mit und ohne Photovoltaik, mit und ohne aktive Regeneration und (das wird am häufigsten übersehen) Einzelanlagen je Gebäude gegenüber einer kleinen gemeinsamen Schleife, die eine Handvoll Gebäude verbindet. Gemeinsame Niedertemperaturnetze schlagen Einzelanlagen häufig sowohl bei den Kosten als auch bei der Leistung, weil sich die Lasten durchmischen, Technikräume zusammengelegt werden und ein Gebäude mit Kühlbedarf das Erdreich für einen Nachbarn mit Wärmebedarf regeneriert.

Die Antwort haben, bevor Sie Kapital binden

Genau diese Arbeit will Planeto schneller und verlässlicher machen. Unsere Plattform Tessa bringt Gebäudebedarf, Untergrundverhältnisse, Energiequellen, Netzlayout und Kosten in ein einziges Modell, so dass sich diese Szenarien in Stunden statt in Wochen aufbauen und vergleichen lassen, und so dass die Antwort, mit der Sie zum Bohrunternehmen gehen, belastbar ist.

Für ein einzelnes Gebäude oder ein kleines Cluster heißt das: Sie wissen, ob das Projekt funktioniert und in welcher Größe, bevor Sie Kapital binden. Wächst es später zu einer gemeinsamen Schleife im Quartier, trägt dasselbe Modell bis in die Detailplanung.

Und wenn Sie noch kein Planungsbüro beauftragt haben, brauchen Sie auch keines, um das Gespräch zu beginnen. Unsere Energieingenieure arbeiten jede Woche mit Tessa an realen Projekten und können die Machbarkeitsstudie gemeinsam mit Ihnen durchführen, eine bereits vorgeschlagene Auslegung prüfen oder Ihnen schlicht sagen, ob sich Ihr Standort überhaupt lohnt.

Mit unseren Energieexperten sprechen →