Die Oberflächennahe Geothermie, auch Erdwärme genannt, ist die im oberen (zugänglichen) Teil der Erdkruste gespeicherte Wärme. Sie umfasst die in der Erde gespeicherte Energie, soweit sie entzogen und genutzt werden kann, und zählt zu den regenerativen Energien. Sie kann sowohl direkt, etwa zum Heizen und Kühlen über Wärmepumpen, als auch zur Erzeugung von elektrischem Strom oder in der Kraft-Wärme-Kopplung genutzt werden.
Viele gute Gründe sprechen für die Nutzung von Erdwärme. In Kürze zusammengefasst sind dies folgende:
- Erdwärme ist eine umweltfreundliche und nachhaltige Energie aus erneuerbaren Quellen, die einen wichtigen Beitrag zu einer klimaneutralen Wärme- und Kälteversorgung und damit zur Wärmewende leistet.
- Erdwärme ist unbegrenzt verfügbar und somit auch unabhängig von Lieferketten und tages- oder jahreszeitlichen Verfügbarkeitsschwankungen.
- Bei der Gewinnung von Erdwärme entstehen keine Emissionen, es müssen keine Transportwege zurückgelegt werden und es bedarf nur einer geringen Fläche zum Anbringen einer Erdwärmeanlage.
- Mit Erdwärme können wesentliche Einsparungen bei den Betriebskosten erzielt werden: Heizen mit Erdwärme kostet rund 50 Prozent weniger als bei einer konventionellen Öl- oder Gasheizung.
Es gibt offene (Brunnen) und geschlossene (Erdwärmesonden und Kollektoren) Systeme.
Erdwärmesonden sind am meisten verbreitet. Einem Umweltmedium (Untergrund, Grundwasser) wird Wärme entzogen, zur Wärmepumpe geleitet, dort abgekühlt und wieder zurückgeleitet. Auf natürlichem Wege fließt Wärme nach, da es sich hierbei um Erneuerbare Energie handelt. Die Wärmepumpe hebt unter Einsatz von elektrischer Energie (etwa 25 Prozent) das Temperaturniveau auf die erforderliche Heiztemperatur.
Technisch gesehen besteht kein Grund für eine zeitliche Begrenzung, weil die Anlagen so ausgelegt werden, dass jederzeit eine Regeneration des Untergrundes durch den natürlichen Wärmefluss erfolgt. Seitens der Wasserbehörden erfolgen jedoch gelegentlich Begrenzungen hinsichtlich der Nutzungsdauer, die dann jedoch bei ordnungsgemäßem Betrieb verlängert werden.
Die Tiefe der Bohrungen richtet sich zunächst nach dem Wärmebedarf des Gebäudes. Darüber hinaus sind die wärmeleitenden Eigenschaften der darunterliegenden Gesteine sowie das Vorhandensein von Grundwasser am Standort von Bedeutung für die korrekte Auslegung. In Abhängigkeit all dieser Randbedingungen wird die erforderliche Bohrtiefe festgelegt. In der Regel sind die Bohrungen zwischen 50 und 150 Metern tief. Dies ist die ideale Tiefe im Aufwand-Nutzen-Verhältnis vieler Geothermievorhaben.
Die Anzahl der Bohrungen hängt vom Wärmebedarf und dem Gestein/Grundwasser ab. Oftmals gilt: Wenige tiefe Bohrungen sind besser als viele kurze Bohrungen.