1. Tiefenbohrung - allgemeine Informationen

Um das Wasser aus der Tiefe der Erde für Wärmepumpensysteme zur Gebäudeheizung (Wasser-Wasser-Wärmepumpenanlage) zu verwenden oder um es für anderen Zwecken zu nutzen (z. B. als Trinkwasser oder zur Gartenbewässerung), wird eine Tiefenbohrung angelegt. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Wärmeentnahme aus dem Erdboden (Sole-Wasser-Wärmepumpe bzw. Erdwärmepumpe). Dafür wird um das zu beheizende Gebäude herum eine ausreichend große Erdfläche zum Einbringen von Erdkollektoren benötigt. Besteht die Möglichkeit nicht, werden mittels Tiefenbohrung Erdwärmesonden eingebaut.

2. Tiefenbohrung zur Erdwärmenutzung

2.1 Wärmepumpen

In den letzten Jahren sind Wärmepumpen als Systeme zur Gebäudeheizung überaus beliebt. Dies liegt zum einen daran, dass es sich um eine äußerst ökologische Heizungsart handelt, die aus dem gleichen Grund von Bund und Ländern gefördert wird. Wenn Sie sich für den Einbau einer Wärmepumpe entscheiden, können Sie auf großzügige Förderungen zugreifen, was die Investition für Sie deutlich günstiger macht. Zum anderen sind die Heizkosten bei einer Wärmepumpenheizung niedriger als bei irgendeiner anderen Heizungsart. Außerdem ist es immer von Vorteil, eine selbstständige Heizung mit eigener Wärmequelle zu haben, die Sie unabhängig von Brennstofflieferanten, Schwankungen der Brennstoff- und Gaspreise und ähnlichen Faktoren macht.

2.2 Tiefenbohrung für verschiedene Arten von Wärmepumpen

Es gibt verschiedene Arten von Wärmepumpen: Sole-Wasser-Wärmepumpe für die Nutzung von Erdwärme, Luft-Wasser-Wärmepumpe für Wärmeentnahme aus der Umgebungsluft und Wasser-Wasser-Wärmepumpe für Wärmeentnahme aus dem Grundwasser. Beim Luft-Wasser-System ist keine Bohrung erforderlich, da das Außengerät der Wärmepumpe nur irgendwo auf dem Grundstück an der Luft platziert werden muss. Für Wasser-Wasser- und Sole-Wasser-Wärmepumpen sind jedoch Tiefenbohrungen erforderlich. Im letzteren Fall können Sie sich für eine oberflächennahe Ausführung entscheiden, bei der auf einer großen Fläche gut einen Meter unter der Geländeoberfläche zahlreiche Rohrleitungen verlegt werden, durch die ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel zirkuliert, das der Erde Wärme entzieht und sie zur Wärmepumpe befördert. Voraussetzung dafür ist jedoch eine entsprechend große Erdfläche auf dem Grundstück, die aber oft nicht vorhanden ist. In solchen Fällen werden Kunststoffrohre (Erdwärmesonden) mehrere zehn Meter tief installiert, wozu eine Tiefenbohrung erforderlich ist.

2.3 Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Da sich das Grundwasser mehrere Meter unter der Geländeoberfläche befindet und nur selten – nur bei starken Regenfällen – an die Oberfläche steigt, muss es mittels Tiefenbohrungen erreicht werden. Dieses Heizsystem ist äußerst effizient, da es einen COP-Wert (Effizienz der Wärmepumpe) von mehr als 5 erreicht, was extrem niedrige jährliche Heizkosten bedeutet.

2.4 Sole-Wasser-Wärmepumpe oder Erdwärmepumpe

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe bzw. Erdwärmepumpe kann auf zwei Arten gebaut werden. Bei der ersten Art handelt es sich um eine oberflächennahe Ausführung, bei der Flächenkollektoren auf einer sehr großen Fläche nur wenige Meter tief eingebracht werden. Auf der Fläche oberhalb der Erdkollektoren wächst das Gras normalerweise weniger gut, während Bäume und Sträucher dort überhaupt nicht angepflanzt werden können, weil ihre Wurzeln zu tief reichen. Weil für diese Bauweise eine große Erdfläche benötigt wird, die dann für Bepflanzung nur eingeschränkt und für Bebauung überhaupt nicht nutzbar ist, wird meistens die Bauweise mit Erdwärmesonden bevorzugt. Bei dieser Ausführungsweise wird ein mehrere Dutzend Meter tiefes Bohrloch angelegt, in das dann eine Erdwärmesonde eingeführt wird, die einer sehr langen und schmalen Kapsel ähnelt. Die Spitze der Sonde reicht sehr tief in die Erde (bis zu 100 Meter oder sogar tiefer) und entzieht Wärmeenergie aus dem sie umgebenden Erdreich.

2.5 Bohrtiefe für Wasser-Wasser-Wärmepumpen

Tiefenbohrungen für Wasser-Wasser-Wärmepumpen müssen nicht so tief angelegt werden wie für Erdwärmepumpen. In der Regel reicht das Sammelrohr bzw. die Sonde einige Dutzend Meter unter die Geländeoberfläche. Die Bohrtiefe variiert jedoch von Ort zu Ort, da die Höhe des Grundwasserspiegels nicht überall gleich ist. Fachbetriebe für Erdbohrungen und Geothermie beschäftigen Fachleute, die wissen, wie tief an einzelnen Standorten gebohrt werden muss.

2.6 Bohrtiefe für Erdwärmepumpen

Bei dieser Wärmepumpenart liegt es im Interesse der Nutzer, die Erdwärmesonde so tief wie möglich ins Erdreich einzulassen – je tiefer sie eingelassen wird, desto mehr Wärme kann sie dem Erdreich entziehen, weil dieses in größeren Tiefen wärmer ist. Die erforderliche Bohrtiefe wird immer von einem Experten bestimmt, der je nach Standort und Bodenbeschaffenheit die optimale Tiefe berechnet, in der die Erdwärmesonde möglichst viel geothermale Energie nutzen kann, die Kosten der Tiefenbohrung aber immer noch in einem rationalen Rahmen bleiben. Es gibt auch keinen einheitlichen Standard dafür, wie tief gebohrt werden muss, da die Böden in verschiedenen Teilen Deutschlands unterschiedlich sind. Vieles hängt von der Zusammensetzung des Bodens ab – Tiefenbohrungen in nackten Fels oder extrem harten Böden sind im Vergleich zu Bohrungen in weichen Böden viel schwieriger durchzuführen. Bohrlöcher für Erdwärmesonden sind in der Regel zwischen 50 und 150 m tief, können aber bis zu 300 m in die Erde reichen, was jedoch zum Decken des Bedarfs von Einfamilienhäusern eher die Ausnahme als die Regel ist. Oftmals ist es eine bessere Lösung, mehrere Bohrlöcher und mehrere Erdwärmesonden an verschiedenen Stellen des Grundstücks zu installieren, die dafür nicht so tief eingelassen müssen.

3. Erdbohrung für Grundwasserentnahme

Ein weiterer Bereich, der Tiefbrunnenbohrungen erfordert, ist die Grundwasserentnahme. Tiefbrunnenbohrungen zur Grundwasserentnahme werden nicht nur von Mineralwasserherstellern, Gemeinden, Schwimmbädern und Heilbädern durchgeführt, sondern auch auf Privatgrundstücken (meistens zum Bau von Brunnen für Gartenbewässerung). Noch im vorigen Jahrhundert, als es noch kein öffentliches System zur Wasserversorgung und fließend Wasser in jedem Haus gab, besaß jedes Wohngebäude einen mehrere Dutzend Meter tiefen Brunnen, der den Haushalt mit frischem, fließendem Grundwasser versorgte.

3.1 Erdbohrung für Brunnenbau

Gartenbrunnen sind sehr populär, die häufigsten Brunnentypen sind Bohrbrunnen, Schachtbrunnen und Ramm- bzw. Schlagbrunnen. Zum Anlegen eines Bohrbrunnens muss die Bohrung bis zur und durch die Grundwasser führende Schicht geführt werden. Dann wird ein Filterrohr eingebaut, durch welches das Grundwasser in den Brunnen eintreten kann. Je nach Situation können unterschiedliche Brunnenbohrverfahren angewandt werden: verrohrtes Bohrverfahren (entweder als Trockenbohrung oder als Seilkernbohrung) oder unverrohrtes Bohrverfahren (als Imlochhammerbohrung, Spülbohrung, Lufthebebohrung, Saugbohrung oder Saug-Strahlbohrung). Bohrbrunnen werden jedoch nicht ausschließlich zwecks Grundwasserentnahme gebohrt, sondern auch zur Baugrunduntersuchung, zur Grundwasserpegelbeobachtung oder zur geschlossenen Wasserhaltung für Baugruben.

4. Genehmigung für eine Tiefenbohrung

4.1 Wasserrechtliche Bewilligung

Für die Nutzung der Gewässer zur Energiegewinnung und Eingriffe in den Grundwasserhaushalt ist laut Wasserrechtsgesetz (WRG) eine behördliche Bewilligung erforderlich. Für Grundeigentümer gilt jedoch eine gesetzlich vorgeschriebene eingeschränkte Ausnahme von der Bewilligungspflicht.

4.2 Bewilligungsfreie Bohrungen

Eine Brunnenbohrung ist dann bewilligungsfrei, wenn Sie das Grundwasser auf eigenem Grund entnehmen und für den eigenen notwendigen Haus- und Wirtschaftsbedarf nutzen, und die Menge des entnommenen Wassers in einem angemessenen Verhältnis zur eigenen Grundfläche steht.

4.3 Bewilligungspflichtige Bohrungen

Wenn Sie das Wasser jedoch für wirtschaftliche Zwecke oder als Heizung (also für die Wärmepumpe) nutzen möchten, brauchen Sie auch als Grundeigentümer eine Bewilligung. Ob die Voraussetzungen für eine Befreiung von der Bewilligungspflicht erfüllt sind, hängt von mehreren Faktoren ab, etwa von der Menge des vorhandenen Grundwassers oder der Grundwasserneubildung. Gewissheit darüber erhalten Sie bei der zuständigen Behörde, die prüfen kann, ob in Ihrem Fall eine Bewilligung benötigt wird.

4.4 Wo ist ein Bewilligungsantrag zu stellen?

Anträge zur Genehmigung von Brunnenbohrungen oder Erdwärmeanlagen mit Tiefenbohrungen sind an die zuständige Bezirkshauptmannschaft oder an das Magistrat zu stellen. Die Unterlagen für die Genehmigung von Bohrungen müssen Sie auf eigene Kosten erstellen und der zuständigen Behörde mit einem Antrag auf wasserrechtliche Bewilligung unaufgefordert vorgelegen.

4.5 Welche Unterlagen werden benötigt?

Welche Unterlagen für die Genehmigung benötigt werden, hängt von dem Bundesland ab, in dem Sie leben. In der Regel wird jedoch Folgendes benötigt: Angaben über das Projekt, das betroffene Gewässer und Liegenschaften; Bekanntgabe der Wasser-, Fischerei- und Einforstungsberechtigten sowie gegebenenfalls Auskunft über bereits getroffene Einigungen; Angaben über Inanspruchnahme fremder Rechte (falls zutreffend); Anträge an öffentliche Förderungsstellen (falls vorhanden); eine Darstellung der Vorteile oder Nachteile des Brunnenbohr-Vorhabens; die Pläne für die Bohrung.

Das hydrogeologische Gutachten und andere Projektsunterlagen sind von einem Fachkundigen zu erstellen, weshalb Sie am besten frühzeitig ein geeignetes Ingenieurbüro oder eine Bohrfirma beauftragen. Die Bewilligung sollte innerhalb von zwei bis drei Monaten erteilt werden, falls die Stellungnahme der Behörde nach drei Monaten noch nicht vorliegt, gilt das Bohrvorhaben automatisch als bewilligt. Wenn die Grundwasserentnahme einem wirtschaftlichen Zweck dient oder wenn Sie in einem Schutzgebiet leben, sind noch weitere Genehmigungen erforderlich.

5. Ausführung der Bohrung

Die Bohrmethode hängt zum Großteil von den Gegebenheiten am Bohrort und von dem Zweck der Bohrung ab. Beim Bohrort spielen mehrere Faktoren eine Rolle, wie beispielsweise die Beschaffenheit des Bodens (in weichen, lehmhaltigen Boden lässt sich viel einfacher bohren als in harten, felsigen Boden) und ob sich der Bohrort in einem geschützten Gebiet oder in unmittelbarer Nähe zu angrenzenden Bauwerken befindet.

5.1 Bodenfestigkeit

Bohren in harten, felsigen Boden ist wesentlich anspruchsvoller sowie zeit- und folglich auch kostenintensiver als Bohren in weichen Boden oder gar in einem sumpfigen Gebiet. Der Vorteil von steinigen Böden besteht darin, dass sie wasserdicht sind, was bedeutet, dass die Bohrfirma beim Bohren nicht auf große Wassermengen stoßen wird, die abgepumpt werden müssten, was bei sumpfigen Böden zu einem Problem werden kann.

5.2 Nähe zu Nachbargebäuden

Befinden sich die Nachbargebäude in unmittelbarer Nähe zur Bohrung, muss der Auftragnehmer ein geeignetes Bohrverfahren anwenden und Vorsichtsmaßnahmen treffen, um Schäden am benachbarten Grundstück oder sogar am Gebäude vorzubeugen. Vor allem muss der Abfluss des Bohrguts in Richtung des Nachbarn verhindert werden und es ist darauf zu achten, dass keine Beschädigungen am benachbarten Gebäude entstehen (z. B. Mauerrisse durch zu starke Bodensenkungen im Bereich der Bohrlöcher).

6. Instandhaltung und Sanierung von Bohrlöchern

6.1 Gefahrenfaktoren für Bohrlöcher

Genau wie alles andere, können auch Bohrlöcher und folglich auch die darin befindlichen Erdwärmesonden aus unterschiedlichen Gründen verschmutzt werden. Die häufigsten Ursachen für Schäden oder Verschmutzungen an Bohrlöchern und Erdwärmesonden sind die aggressive chemische und biologische Zusammensetzung des Grundwassers sowie eine nicht fachgerechte Ausführung der Bohrung und die falsche Pumpenintensität. Dass mit Ihrer Bohrung und Ihrer Erdwärmesonde etwas nicht stimmt, wird durch schlammiges und schmutziges, mit kleinen Sandpartikeln vermischtes, braun-graues Wasser angezeigt, das an die Oberfläche aufsteigt. Ebenso weisen verschlechterte Pumpenfunktion und eine geringere Förderwassermenge bei der Grundwasserentnahme auf Probleme mit der Sonde hin. Bei Wärmepumpen kann auch der Wärmetauscher verstopfen, was zum Ausfall der gesamten Heizungsanlage führt.

6.2 Reinigung/Sanierung der Bohrung

In den oben aufgeführten Fällen ist sofortiges Handeln erforderlich. Das Bohrloch muss auf geeignete Weise gereinigt und saniert, und die Erdwärmesonde auf Schäden untersucht werden. Im schlimmsten Fall muss eine neue Bohrung angelegt werden – falls sich herausstellt, dass die ursprüngliche Bohrung von Anfang an technisch fehlerhaft war. In diesem Fall müssen die Verantwortung und die Kosten von demjenigen übernommen werden, der den Standort der Tiefenbohrung bestimmt hat, und die Anweisungen und eine Garantie für die Tiefenbohrung gegeben hat.

Fachbetriebe bieten Bohrlochreinigungen bis zu einer Tiefe von 1800 m an, was für jede Wärmepumpe mehr als ausreichend ist. Die Reinigung erfolgt in der Regel mechanisch durch pulsierendes Heben, Sprühenund und Bürsten, ggf. werden dabei verschiedene chemische Präparate zur Entfernung von Bakterien und Mikroorganismen eingesetzt. Bei Bedarf können auch die Druckrohre ausgetauscht werden. Sie werden durch Rohre aus Edelstahl oder Kunststoff ersetzt.

7. Kosten für Tiefenbohrung

Weil die Bohrkosten am meisten von der Tiefe des Bohrlochs abhängen, werden sie natürlich pro Bohrmeter gemessen. Je nach Auftragnehmer betragen die Kosten für die Bohrung, das Verpressen des Bohrlochs und den Einbau der Erdwärmesonde zwischen 50 und 100 EUR je Meter Tiefe. Je nach Untergrundbeschaffenheit können die Kosten auch erheblich von diesem Richtpreis abweichen.

Die Kosten für einen Erdwärmekollektor, der flächig in einer Tiefe von 1,2 bis 1,5 m verlegt wird, belaufen sich auf 25 bis 50 Euro pro Grabmeter. Aufgrund der geringen Tiefe können große Teile der Arbeiten auch in Eigenleistung ausgeführt werden. Die Kosten sind also viel geringer als bei einer Tiefenbohrung. Doch hier ist zu berücksichtigen, dass der Ertrag und damit Jahresarbeitszahl (JAZ) sehr viel geringer ausfallen als bei einer Erdwärmesonde, weil in Oberflächennähe die Bodentemperaturen im Winter niedriger sind.

Hinzu kommen noch die Kosten für die Bewilligung (falls erforderlich), für die Baustelleneinrichtung, für den Anschluss der Wärmepumpe an die Sonde, den Verteilerschacht und die Sondenverlängerung, sowie die Kosten für die Entsorgung es ausgebohrten Erdreichs.

Vergessen Sie nicht, dass Wärmepumpen von Bund und Ländern gefördert werden.