Erdwärme oder Geothermie

Geothermie ist der Fachbegriff für die gespeicherte Erdwärme. Diese kann als Energiequelle zu Heiz- und Kühlzwecken bei Gebäuden genutzt werden. Das Umweltamt unterstützt aufgrund der ökologischen Vorteile die Geothermienutzung im Düsseldorfer Stadtgebiet.

Die im Boden gespeicherte Wärme kann über (z.B. Wasser-Alkohol- Gemische) mit Erdsonden zum Heizen eines Gebäudes entnommen werden. Durch das vorhandene, gute geothermische Potenzial in Düsseldorf
Karte geothermische Ergiebigkeit  (in Kilowattstunde / Meter Jahr) kann der Wärmebedarf bei einem Einfamilienhaus (6-12 KW) durch 6-10 Sonden bis 30 m Tiefe abgedeckt werden.

Dabei können durch Einsatz von 1 KWh elektrischer Energie 4-5 KWh Heizenergie erzielt werden. Der Einsatz von fossilen Energieträgern (Gas, Öl) wird eingespart und der Ausstoß von Kohlendioxid (bis zu ca. 1,5 t /Jahr für ein Einfamilienhaus) kann dabei deutlich verringert werden.

Diagramm zeitliche Entwicklung der Anzahl Erdsondenanlagen in Düsseldorf

Die Nutzung der Erdwärme zu Heizzwecken bei Wohnge- bäuden über Erdsonden hat gerade in jüngster Zeit auch aufgrund gestiegener Preise fossiler Energieträger im Düsseldorfer Stadtgebiet deutlich zugenommen. Auch das Grundwasser ist zur direkten Nutzung zur Klimatisierung von Gebäuden sehr gut geeignet. Weil das Grundwasser im Jahresverlauf keinen großen Temperatur- schwankungen (~ + 12 °C) unterliegt, ist seine Nutzung besonders wirtschaftlich. Düsseldorf zeichnet sich durch ergiebige Grundwasservor- kommen aus, die in geringer Tiefe anstehen. Zur Zeit gibt es in Düsseldorf etwa 25 Gebäude, deren Klimatisierung durch Grundwasser erfolgt.

Einen Überblick über erteilte Wasserrechte für Geothermienutzungen in Düsseldorf kann der neben stehenden Karte entnommen werden.

Wasserrechtliche Erlaubnis

Für die Errichtung von Erdsonden, sowie die Entnahme und Einleitung von Grundwasser ist eine wasserrechtliche Erlaubnis beim Umweltamt zu beantragen Antragsformular. In Einzelfällen (z.B. Sondentiefen > 99 m) kann zusätzlich eine bergrechtliche Bewilligung erforderlich werden. Für die wasserrechtliche Erlaubnis werden folgende Angaben benötigt:

• Anlagenstandort
• Entnahmemengen und Dauer
• Hydraulische und hydrochemische Auswirkungen der geplanten Grundwasserbenutzung
• Anlagenbeschreibung, Sicherheitsmaßnahmen
• Ableitung des genutzten Grundwassers
• Überwachungsmaßnahmen

Auskünfte und die Erteilung von Erlaubnisbescheiden sind gebührenpflichtig. Die Gebühren richten sich nach dem Bearbeitungsaufwand, der Menge und der Dauer der Grundwasserentnahme oder dem sonstigen Wert der Gewässerbenutzung (z.B. bei Erdsonden). Informationen dazu gibt es beim Umweltamt.

Was für die Nutzung des Grundwassers in Düsseldorf zu beachten ist

Grundwasserstände

Von der Lage im Stadtgebiet hängt ab, wie gut das Grundwasser zugänglich ist. Die Karte minimale Flurabstände vermittelt einen ungefähren Eindruck über die Mindesttiefen, in denen das Grundwasser ansteht.

Genaue Auskünfte erteilt das Umweltamt auf Anfrage
Grundwasserstände in Düsseldorf (Übersicht aller Messstellen)

Grundwasserverunreinigungen

Im Bereich von großflächigen Grundwasserverunreinigungen kann im Einzelfall vor Einleitung des geförderten Grundwassers eine Aufbereitung erforderlich werden. Einen Überblick über die Verunreinigungen mit chlorierten Kohlenwasserstoffen (CKW) zeigt die Karte flächige Grundwasserverunreinigungen durch CKW und andere Stoffe.
Die überwiegende Anzahl umfangreicher Grundwasserverunreinigungen im Stadtgebiet wird von dieser Stoffgruppe verursacht. Zur Zeit werden ca. 20 Anlagen zur Sanierung der vorliegenden Grundwasserverunreinigungen betrieben. Mittelfristig ist daher eine Reduzierung der Ausdehnung der Grundwasserverunreinigungen zu erwarten.

Sperrbauwerke

Im Innenstadtbereich befinden sich eine ganze Reihe sogenannter Grundwassersperrbauwerke. Hierbei handelt es sich um Gebäude, die durch ihre Tiefenlage den Grundwasserzufluss beeinträchtigen können. Einen Überblick über die Lage dieser Sperrbauwerke vermittelt die Karte
Grundwassersperrbauwerke(rot)im Innenstadtbereich.
Detaillierte Informationen gibt es beim Umweltamt. In der Nähe der Sperrbauwerke kann der Grundwasserzufluss beeinträchtigt sein.

Was bei Erdsondenanlagen zu beachten ist

Vor Errichtung der Erdsonden sollte eine konkrete Planung über die Anzahl und Länge der Erdsonden und den Flächenbedarf am jeweiligen Standort für den entsprechenden Heizbedarf erstellt werden.
Erdwärmesonden sollten zur Gewährleistung der Zugänglichkeit nicht unterhalb von Gebäuden errichtet werden und mindestens einen Abstand von 2m zu Gebäuden besitzen. Um gegenseitige Beeinflussungen der Aufnahme von Erdwärme zu verhindern sollte ebenfalls ein ausreichender Abstand zwischen den einzelnen Sonden sichergestellt sein. Um Leckagen frühzeitig erkennen zu können und den Austrag von Wärmeträgerflüssigkeit zu vermeiden sind die Sondenanlagen mit entsprechenden Sicherheitsein- richtungen auszurüsten (z.B. Druckwächter).
Detailinformationen zur Errichtung und den Betrieb von Erdsonden können der VDI-Richtlinie 4640 Planung und Auslegung von Erdwärmesonden entnommen werden.