Zuletzt aktualisiert am: 24.09.2020

Die Erdwärmepumpe im Vergleich mit Gas-Solar- und Brennstoffzellenheizung

In skandinavischen Ländern ist die Erdwärmepumpe weit verbreitet, doch hierzulande werden andere Systeme meist bevorzugt. Warum ist das so? Wir vergleichen die Wärmepumpe hier mit Gas-Solar- und Brennstoffzellenheizungen.

Die Erdwärmepumpe nutzt die im Erdreich gespeicherte Sonnenenergie, um damit Brauchwasser oder Heizungswasser für die Zentralheizung zu erwärmen. Die Energie im Boden sammelt sich durch direkte Sonneneinstrahlung, aber auch die Wärme aus Luft oder Regen, der auf die Erde trifft.

Wie andere Wärmepumpen auch funktioniert eine Wärmepumpe genau umgekehrt wie ein Kühlschrank. Während der Kondensator beim Kühlschrank warme Luft in Kälte umwandelt, nutzt der Verdampfer bei der Wärmepumpe die entstehende Wärme zum Heizen.

Mithilfe einer elektrisch betriebenen Pumpe wird das im Erdreich erwärmte Trägerflüssigkeit nach oben gepumpt. Dort wird sie mit einem Kompressor verdichtet. Durch den Druck wird die Temperatur der schon „vorgewärmten“ Flüssigkeit erhöht. Die Flüssigkeit verdampft durch den Druck und gibt ihre Wärmeenergie dann über einen Wärmetauscher an Heiz- oder Brauchwasser ab.

Durch die Wärmeabgabe kühlt der kondensierte Dampf ab, wird wieder flüssig und fließt zurück zum Kollektor oder zur Sonde. Dort wird die Flüssigkeit wieder erwärmt und der Kreislauf beginnt von vorn.

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Um die Wärme aus der Erde abzurufen, arbeitet die Erdwärmepumpe je nach Ausführung mit unterschiedlichen Techniken:

  • Erdwärmepumpe mit Wärmesonde:

Ab einer Tiefe von ungefähr zehn Metern hat der Boden unabhängig von der jeweiligen Saison eine konstante Temperatur zwischen 7° und 12 °C. Um diese Wärme zu nutzen, wird eine Sonde in den Boden gebohrt. Sie nimmt später die Wärme aus der Tiefe auf. Die Wärmepumpe wandelt sie dann in Heizenergie um.

In der Regel wird für diese Bohrungen eine Genehmigung der unteren Wasserbehörde benötigt.

  • Erdwärmepumpe mit Flächenkollektor:

Diese Variante der Erdwärmepumpe bezieht ihre Energie nicht aus einem kleinen Radius aus der Tiefe, sondern über einen breitflächigen Kollektor. Dieser wird in ca. 1,5 Metern Tiefe in der Erde verlegt, unterhalb der Frostgrenze. Ähnlich wie bei einer Fußbodenheizung wird im Boden ein Rohrsystem verlegt. Im Unterschied dazu gibt das Rohrsystem der Wärmepumpe aber keine Wärme ab, sondern nimmt sie auf.

Die Erdwärme erwärmt die im Rohrsystem befindliche Sole und führt sie zum Kondensator der Wärmepumpe. Wie groß die Kollektorfläche wird, hängt vom Heizbedarf ab. Im Gegensatz zur Erdwärmepumpe mit Sonde ist keine Genehmigung durch die untere Wasserschutzbehörde erforderlich. Allerdings muss eine Baugenehmigung eingeholt werden.

  • Erdwärmepumpen mit Grabenkollektoren bzw. Erdwärmekorb:

Diese Variante der Erdwärmepumpe ist dann erforderlich, wenn weder ein tiefes Loch für eine Sonde gebohrt werden kann, noch ausreichend Platz für Flächenkollektoren verfügbar ist. Grabenkollektoren werden in einem U- oder L-förmigen Graben verlegt und können so an das Grundstück angepasst werden. Erdwärmekörbe wiederum nutzen sowohl die Breite als auch die Höhe aus und werden in ein bis vier Metern Tiefe verlegt.

Für Sonden und Kollektoren gilt: Die darüber liegende Fläche darf nicht bebaut werden.

Erdwärmepumpe Kosten

Die Kosten der Erdwärmepumpe hängen zum einen vom Umfang der Erschließungsarbeiten und zum anderen von der Leistung der Pumpe ab.

Inklusive Erschließung kostet eine Erdwärmepumpe zwischen 18.000 und 23.000 Euro. Eine solche Wärmepumpe reicht für das Beheizen eines Einfamilienhauses aus. Die jährlichen Stromkosten für den Betrieb der Pumpe liegen bei einem Einfamilienhaus bei rund 1.000 Euro.

Um die Anschaffungskosten zu senken, können Hausbesitzer BAFA-Förderung für die Wärmepumpe beantragen. Sie beträgt bis zu 35 Prozent der förderfähigen Kosten. Voraussetzung für die Förderung ist u.a., dass das ausgewählte Gerät die technischen Mindestanforderungen des BAFA erfüllt und auf einer entsprechenden Liste aufgeführt wird.

Jedes Heizsystem hat Vor- und Nachteile. Auch die Erdwärmepumpe hat nicht nur Vorzüge.

Vorteile Erdwärmepumpe:

  • CO2-freie Wärmeerzeugung (wenn Strom alternativ erzeugt wird)
  • Keine Emissionen
  • Keine Kosten für Brennstoffe
  • Hohe Förderung möglich
  • Unabhängigkeit von Energieversorgern für Brennstoffe
  • Aufwertung der Immobilie

Nachteile Erdwärmepumpe:

  • Hoher Aufwand zur Erschließung der Kollektorfläche
  • Hohe Investitionskosten
  • Erdsonden sind nicht überall erlaubt
  • Keine wirkliche Nutzung der Fläche über den Kollektoren möglich
  • Hoher Platzbedarf für Erdkollektoren
  • Wärmeleistung reicht meist nicht für Warmwasser und Heizung aus
  • Nur mit hoher Wärmedämmung und in Kombination mit Flächenheizung wirklich effizient

Wie schneidet die Erdwärmepumpe im Vergleich zu einer anderen Heizung ab? Wir stellen hier die Wärmepumpe der Gas-Solar- und Brennstoffzellenheizung gegenüber. Beide alternativen Systeme zeichnen sich durch hohe Wirkungsgrade und einen nachhaltigen Umgang mit Energie aus.

  • Förderung: Zunächst gilt für alle drei Heizsysteme im Vergleich: Hausbesitzer können von hoher staatlicher Förderung profitieren. Sowohl Gas-Hybridheizung als auch die Brennstoffzellenheizung werden mit bis zu 35 Prozent durch das BAFA gefördert. Wer von einer alten Ölheizung umsteigt, erhält nochmals 10 Prozent Zusatzförderung.
  • Kosten: Was die Kosten angeht, befindet sich die Erdwärmepumpe mit über 20.000 Euro auf einem hohen Niveau. Die Gesamtkosten für eine Brennstoffzellenheizung liegen mit über 30.000 Euro sogar noch darüber. Allerdings hat die Brennstoffzellenheizung den Vorteil, dass sie nicht nur Wärme, sondern auch Strom erzeugt. Die Gas-Hybrid-Heizung mit Solar schneidet bei den Anschaffungskosten am besten ab. Diese liegen bei rund 10.000 bis 15.000 Euro.
  • Amortisation: Trotz des hohen Preises hat sich eine Brennstoffzellenheizung durch die Einspeisevergütung und Einsparung bei Stromkosten nach rund 10 bis 15 Jahren amortisiert. Mit der Gas-Solar-Heizung lassen sich bis zu 50 Prozent Gas und Gaskosten einsparen. Auf diese Weise hat sich eine Gas-Solar-Heizung nach ungefähr 13 bis 14 Jahren amortisiert. Abhängig von der Gebäudedämmung haben sich die Kosten für eine Erdwärmepumpe nach 8 bis 11 Jahren durch Einsparung von Brennstoffkosten amortisiert.
  • Installationsaufwand: Da für die Erdwärmepumpe erst eine passende Fläche auf Ihrem Grundstück erschlossen werden muss und ggf. Bauanträge sowie Genehmigungen erforderlich sind, ist der Aufwand für die Wärmepumpe deutlich höher als bei Gas-Solar- oder Brennstoffzellenheizung. Alle Systeme benötigen einen Wärmespeicher, damit sie effizient arbeiten können. Vor allem die Gas-Solar-Heizung braucht einen Pufferspeicher, um die Sonnenenergie sinnvoll speichern zu können.

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Die Erdwärmepumpe verspricht „kostenlose“ Wärmeenergie durch die Nutzung von in der Erde gespeicherter Sonnenenergie. Wer die Wärmepumpe jedoch in einem nur ausreichend gedämmten Gebäude verwendet, riskiert hohe Stromkosten. Denn je intensiver die Wärmepumpe arbeiten muss, um die Wärme aus dem Boden „anzureichern“, desto höher steigt der Stromverbrauch.

Deshalb eignen sich Erdwärmepumpen überwiegend für Passivhäuser bzw. Energiesparhäuser. Diese Gebäude benötigen nur sehr wenig Heizenergie. Empfehlenswert für einen effizienten Betrieb einer Erdwärmepumpe ist außerdem eine Fußbodenheizung. Wer dann noch Strom mit Photovoltaik erzeugt und mit diesem die Erdwärmepumpe betreibt, trifft mit diesem Heizsystem eine sinnvolle Wahl.

Wer nach einer umweltfreundlichen Heizung mit ebenfalls hohen Fördermöglichkeiten sucht, findet mit der Brennstoffzellenheizung oder der Kombination aus Gasbrennwert mit Solarthermie eine sehr gute Alternative. Während die Brennstoffzelle den Vorteil der Stromerzeugung bietet, punktet die Solarthermie mit wirklich kostenfreier Wärmeerzeugung für das Warmwasser außerhalb der Heizsaison. Die Gasbrennwertheizung wird dann nur noch in geringem Umfang zum Heizen im Winter benötigt.

Um wirklich die beste Heizlösung für Ihr Zuhause zu finden und um alle Fördermöglichkeiten sinnvoll auszuschöpfen, nutzen Sie am besten unsere Beratung, die Ihnen auch alle Fördermöglichkeiten aufzeigt.

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Profilfoto Autor Sebastian Sebastian ist Autor dieses Artikels und unser Experte auf den Gebieten Heizsysteme und Wärmewende. Wenn Sie Fragen zum Artikel oder Ihrem Heizungswechsel haben, schreiben Sie ihm: fragen@thermondo.de.