Geothermie
Tief im Innern der Erde befindet sich eine gigantische Wärmequelle, die unaufhörlich Wärme abgibt. Diese unter der Oberfläche gespeicherte Wärmeenergie zusammen mit der durch Sonneneinstrahlung entstandenen Wärmeenergie, wir als Geothermie oder Erdwärme bezeichnet.Im privaten Bereich wird hauptsächlich die oberflächennahe Geothermie zum Heizen und zur Warmwasserversorgung genutzt. In Deutschland liegt in den ersten 100 Metern Erdtiefe die Durchschnittstemperatur bei ungefähr 8-12°C, das erscheint sehr wenig, wenn damit ganze Gebäude geheizt werden sollen. Aber mit Hilfe einer Wärmepumpe kann aus diesen geringen Temperaturen genügend Wärmeenergie gewonnen werden. Dabei arbeiten alle Wärmepumpen nach dem gleichen Prinzip, sie entziehen ihrer Umgebung Wärme und geben diese, durch Kompression verstärkt, an ein angeschlossenes Wärmesystem weiter.
Die Geothermie kann sowohl mit einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe als auch mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe genutzt werden. Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe gewinnt ihre Wärmeenergie aus dem Grundwasser, das ganzjährig circa 10°C warm ist. Über einen Brunnen wird zunächst Grundwasser entnommen, dem dann über eine Wärmepumpe die Wärme entzogen wird. Abschließend wir das abgekühlte Grundwasser über einen zweiten Brunnen wieder zurückgeleitet. Voraussetzung für eine Grundwasserwärmepumpe ist allerdings, dass Grundwasser in ausreichender Menge, Höhe und Qualität zur Verfügung steht.
Die Sole-Wasser - Wärmepumpe gewinnt die Wärme direkt aus dem Erdreich. Dazu werden entweder Erdwärmekollektoren waagerecht in einer Tiefe von 1-2 Metern verlegt, wobei sich die Fläche für die Kollektoren aus der notwendigen Wärmeleistung berechnet, oder die Wärme wird senkrecht über eine Erdwärmesonde gewonnen, wobei sich die Tiefe wiederum aus der benötigten Wärmeleistung ergibt. Seit Kurzem werden auch CO2-Erdwärmerohre, Energiepfähle aus Beton oder nach dem GRD-Verfahren strahlenförmig verlegte Erdsonden zur geothermischen Wärmegewinnung eingesetzt.
Vorteil der geothermischen Wärmegewinnung ist, neben der Wirtschaftlichkeit und der positiven CO2-Bilanz, die ganzjährig nahezu gleichbleibende Temperatur des Erdreichs. Außerdem stellt Erdwärme eine unerschöpfliche Energiequelle dar. Nachteilig für die Nutzung der Geothermie sind die relativ hohen Anschaffungs- und Installationskosten und die Abhängigkeit von örtlichen Gegebenheiten.