Sole-Wasser-Wärmepumpe: Kosten, Technik und Förderung

Wie funktioniert eine Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe entzieht dem Erdreich Wärme und hebt sie mit Strom auf die Temperatur, die die Heizung braucht. Durch Rohre im Boden fließt die Sole, eine frostsichere Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel. Sie nimmt die Wärme des Bodens auf und bringt sie ins Haus. Dort steht das Gerät, meist im Keller oder Hauswirtschaftsraum.

Im Gerät läuft derselbe Kreislauf wie in einem Kühlschrank, nur andersherum. Die Sole erwärmt ein Kältemittel, das schon bei niedriger Temperatur verdampft. Ein Verdichter presst den Dampf zusammen, dabei wird er heiß. Diese Wärme geht an das Heizungswasser, das Kältemittel wird wieder flüssig, und der Kreislauf beginnt von vorn.

Der Vorteil gegenüber der Luft-Wasser-Wärmepumpe liegt in der Wärmequelle. An der Oberfläche hat der Boden in Mitteleuropa laut Bayerischem Landesamt für Umwelt 7 bis 12 °C, mit jeden 100 Metern Tiefe kommen rund 3 °C dazu. An einem Frosttag ist das Erdreich also deutlich wärmer als die Luft. Je kleiner der Abstand zwischen Quelle und Heizwasser, desto weniger Strom braucht der Verdichter.

Erdsonde oder Erdkollektor: Was passt zu welchem Grundstück?

Die Erdsonde passt zu kleinen Grundstücken, der Erdkollektor zu großen Gärten. Bei der Sonde wird senkrecht gebohrt, in das Bohrloch kommen Kunststoffrohre. Beim Kollektor werden die Rohre wie eine Fußbodenheizung flach im Garten verlegt, dafür muss die Fläche einmal komplett ausgehoben werden.

Der Erdkollektor lebt von Sonne und Regen. Beides wärmt den Boden im Sommer wieder auf. Deshalb darf über den Rohren keine Terrasse, keine Garage und kein Pflaster liegen. Ein Rasen oder ein Beet mit flachen Wurzeln ist in Ordnung, ein Baum nicht.

Für Grundstücke dazwischen gibt es Sonderformen. Der Grabenkollektor besteht aus Elementen, die laut Bayerischem Landesamt für Umwelt in der Regel 2 bis 3 Meter hoch und 4 bis 5 Meter lang sind und senkrecht in einem gefrästen Schlitz stehen. Erdwärmekörbe sind zu einem Korb gewickelte Rohre, die in einzelne Gruben gesetzt werden. Beide brauchen weniger Fläche als ein flacher Kollektor und keine tiefe Bohrung.

Wie tief muss gebohrt werden und wie viel Fläche ist nötig?

Für ein Haus mit 10 kW Heizlast sind rechnerisch 125 bis 375 Meter Erdsonde nötig, je nach Boden. Die Heizlast ist die Wärmeleistung, die das Haus am kältesten Tag braucht. Die Spanne ist so groß, weil nasser, dichter Boden die Wärme viel besser leitet als trockener Sand.

In der Praxis wird die Länge auf mehrere Bohrungen verteilt, zum Beispiel zwei Sonden mit je 75 Metern statt einer mit 150 Metern. Zwischen den Bohrungen sollen mindestens 6 Meter liegen, damit sich die Sonden nicht gegenseitig die Wärme wegnehmen. Die Behörde kann die Bohrtiefe begrenzen, wenn darunter eine Schicht liegt, die zwei Grundwasserstockwerke trennt.

Beim Erdkollektor ist die Rechnung einfacher. Der Richtwert des Bayerischen Landesamts für Umwelt ist die doppelte beheizte Wohnfläche. Ein Haus mit 150 m² braucht also rund 300 m² freien Garten. Wie viel Leistung Ihr Haus wirklich braucht, zeigt die Heizlastberechnung des Fachbetriebs. Eine erste Einschätzung liefert der Wärmepumpen-Rechner.

Wie effizient ist eine Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Erdsonden erreichten in einem Feldtest des Fraunhofer ISE Jahresarbeitszahlen von 3,6 bis 5,4. Die Jahresarbeitszahl sagt, wie viele Kilowattstunden Wärme die Anlage über ein ganzes Jahr aus einer Kilowattstunde Strom macht. Gemessen wurden 13 Anlagen in bestehenden Wohnhäusern, die heizen und Warmwasser bereiten.

Die schwächste Anlage mit Erdsonde lag damit über dem Durchschnitt der Luft/Wasser-Wärmepumpen im selben Test. Das ist der Kern des Vorteils: Erdwärme liefert auch dann gute Werte, wenn es draußen friert. Einen Zusammenhang zwischen dem Baujahr des Hauses und der Effizienz fand das Fraunhofer ISE nicht.

Wichtiger als die Wärmequelle ist die Temperatur, mit der das Heizungswasser in die Heizkörper geht, die Vorlauftemperatur. Je niedriger sie ist, desto weniger muss der Verdichter arbeiten. Eine Fußbodenheizung oder große Heizkörper helfen mehr als jedes teure Gerät. Was das für ältere Häuser heißt, steht im Beitrag zur Wärmepumpe im Altbau.

Was kostet eine Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonden kostet in einem Altbau-Einfamilienhaus rund 53.403 €. Diesen Wert setzt das Fraunhofer ISE in einem Heizkostenvergleich für das Forschungsprojekt Ariadne an, für ein Haus mit 150 m² Wohnfläche. Für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe stehen dort 33.196 €. Der Unterschied von 20.207 € entsteht fast ganz durch die Bohrung.

Beide Zahlen sind Annahmen einer Studie, keine Angebotspreise. Sie wurden aus einem älteren Kostenvergleich hochgerechnet. Im Einzelfall entscheiden Bohrtiefe, Boden und Zufahrt für das Bohrgerät. Ein Erdkollektor ist günstiger als eine Sonde, wenn der Garten ohnehin neu angelegt wird. Eine belastbare unabhängige Preisangabe dafür habe ich nicht gefunden, deshalb steht hier keine.

Mit den Annahmen des Heizkostenvergleichs spart die Erdsonde gegenüber der Luft-Wasser-Wärmepumpe 476 € Strom im Jahr. Bei 20.207 € Mehrpreis dauert es rechnerisch rund 42 Jahre, bis sich das ausgleicht (eigene Rechnung ohne Förderung und Preissteigerung). Das Fraunhofer ISE kommt zum selben Schluss: Im Einfamilienhaus liegt die Sole-Wasser-Wärmepumpe bei den Gesamtkosten über 20 Jahre über der Luft-Wasser-Wärmepumpe, im Mehrfamilienhaus ist sie deutlich günstiger.

Für die Erdsonde spricht ihre Haltbarkeit. Die Studie rechnet für die Sonden mit 50 Jahren Lebensdauer. Wird das Gerät im Keller eines Tages getauscht, bleibt die Bohrung. Mehr zu den Posten einer Rechnung steht in den Beiträgen Wärmepumpe Kosten und Betriebskosten.

Welche Förderung gibt es für die Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe gibt es denselben KfW-Zuschuss wie für jede andere Wärmepumpe: 30 % Grundförderung plus Boni. Einen eigenen Bonus für Erdwärme nennt die KfW in ihrem Zuschuss 458 nicht. Gefördert wird der Heizungstausch in bestehenden Wohngebäuden, deren Bauantrag mindestens fünf Jahre zurückliegt.

Stand: Angaben der KfW zum Zuschuss 458. Maßgeblich sind die Sätze am Tag Ihres Antrags.

Der Deckel bei den förderfähigen Kosten trifft die Sole-Wasser-Wärmepumpe härter als die Luft-Wasser-Wärmepumpe. Von 53.403 € deckt der Zuschuss im Beispiel nur rund 24 %, von 33.196 € sind es rund 39 %. Die Bohrung liegt zum großen Teil oberhalb der Grenze und wird damit nicht mehr bezuschusst.

Den Antrag stellen Sie vor Beginn der Arbeiten. Laut KfW muss dafür ein Vertrag mit dem Fachbetrieb vorliegen, der erst mit der Förderzusage wirksam wird. Diese Klausel lässt sich nicht nachträglich einfügen. Der Ablauf steht Schritt für Schritt in den Beiträgen Wärmepumpen-Förderung und KfW-Förderung.

Welche Genehmigung braucht eine Erdsonde?

Eine Erdsonde müssen Sie der zuständigen Behörde einen Monat vor Beginn der Bohrung anzeigen. Das regelt § 49 des Wasserhaushaltsgesetzes für alle Arbeiten, die sich auf das Grundwasser auswirken können. Zuständig ist in der Regel die untere Wasserbehörde beim Kreis oder bei der Stadt.

Reicht die Sonde ins Grundwasser, genügt die Anzeige nicht. Dann ist laut Bayerischem Landesamt für Umwelt eine wasserrechtliche Erlaubnis nötig. Ab 100 Metern Tiefe kommt in der Regel das Bergrecht dazu. Das ist ein Grund, warum Sonden für Wohnhäuser selten tiefer reichen. Die Länder dürfen eigene Regeln erlassen, deshalb lohnt der Anruf bei der Behörde vor dem ersten Angebot.

Für Erdkollektoren ist der Weg leichter. Das Wasserhaushaltsgesetz geht bei Kollektoren bis 4 Meter Tiefe außerhalb von Wasserschutzgebieten davon aus, dass sie dem Grundwasser nicht schaden, wenn die Anlage die Vorgaben für wassergefährdende Stoffe einhält. Die Anzeige übernimmt in der Praxis meist das Bohrunternehmen oder der Fachbetrieb. Lassen Sie sich das im Angebot bestätigen.

Welche Vorteile und Nachteile hat die Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe punktet bei Effizienz, Ruhe und Haltbarkeit und verliert bei Preis und Aufwand. Die Übersicht fasst zusammen, was in den Abschnitten oben belegt ist.

Sinnvoll ist die Sole-Wasser-Wärmepumpe in drei Fällen. Erstens in dichter Bebauung, wenn für ein Außengerät kein Platz ist oder der Abstand zum Nachbarn nicht reicht. Zweitens, wenn Sie im Sommer kühlen wollen. Drittens im Mehrfamilienhaus, wo sich die Bohrung auf viele Wohnungen verteilt. Wer ein frei stehendes Einfamilienhaus mit Platz im Garten hat und vor allem sparen will, ist mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe meist besser bedient. Geräte beider Bauarten stehen im Wärmepumpen-Test.

Kann eine Sole-Wasser-Wärmepumpe kühlen?

Ja, eine Sole-Wasser-Wärmepumpe kann im Sommer kühlen, und zwar fast ohne Strom. Beim freien Kühlen bleibt der Verdichter aus. Nur die Umwälzpumpen laufen und tragen Wärme aus dem Haus in das kühlere Erdreich. Das Bayerische Landesamt für Umwelt nennt als Beispiel eine Raumtemperatur, die so von 27 auf 23 °C sinkt.

Das ist keine Klimaanlage. Die Räume werden angenehm, aber nicht kalt, und es funktioniert am besten über eine Fußbodenheizung oder Wandheizung. Normale Heizkörper haben dafür zu wenig Fläche. Ein Nebeneffekt hilft dem System: Die Wärme, die im Sommer in den Boden wandert, steht der Sonde im Winter wieder zur Verfügung.

Den Strom für die Pumpen und für den Winterbetrieb kann zum Teil eine Solaranlage liefern. Wie gut das zusammenpasst, zeigt der Beitrag zur Kombination mit Photovoltaik.

In fünf Schritten zur Entscheidung

Ob eine Sole-Wasser-Wärmepumpe zu Ihrem Haus passt, klären Sie in fünf Schritten, bevor Sie ein Angebot unterschreiben. Die Reihenfolge spart Geld, weil die günstigen Fragen zuerst kommen.

1. Behörde fragen: Liegt das Grundstück im Wasserschutzgebiet? Ist eine Bohrung erlaubt, und bis in welche Tiefe?
2. Heizlast berechnen lassen: Der Fachbetrieb ermittelt Raum für Raum, wie viel Leistung das Haus braucht. Eine Schätzung nach Quadratmetern reicht nicht.
3. Sonde oder Kollektor wählen: Reicht der Garten für die doppelte Wohnfläche, und kommt ein Bohrgerät auf das Grundstück?
4. Mit Luft-Wasser vergleichen: Holen Sie für beide Bauarten ein Angebot ein und stellen Sie Mehrpreis und Stromersparnis gegenüber.
5. Förderantrag stellen: Erst der Vertrag mit Förderklausel, dann der Antrag, dann die Bohrung.

Der häufigste Fehler ist eine zu knapp bemessene Sonde. Entzieht die Anlage dem Boden auf Dauer mehr Wärme, als nachfließt, kühlt das Erdreich aus und die Effizienz sinkt Jahr für Jahr. Fragen Sie deshalb im Angebot nach der angesetzten Entzugsleistung in Watt je Meter und danach, worauf sie beruht. Worauf Sie bei Angeboten sonst achten sollten, steht im Beitrag Wärmepumpen-Angebote vergleichen.

Häufige Fragen zur Sole-Wasser-Wärmepumpe

Fazit: Für wen lohnt sich die Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe ist die technisch beste Lösung und im Einfamilienhaus trotzdem selten die wirtschaftlichste. Sie arbeitet effizienter als jede Luft-Wasser-Wärmepumpe im selben Feldtest, kostet in der Anschaffung aber rund 20.207 € mehr, und der Zuschuss gleicht das wegen der Kostengrenze nicht aus.

Mein Tipp: Entscheiden Sie nicht über die Jahresarbeitszahl, sondern über Ihr Grundstück. Wenn ein Außengerät keinen Platz hat, wenn Sie kühlen wollen oder wenn mehrere Wohnungen an der Anlage hängen, ist die Erdsonde ihr Geld wert. In allen anderen Fällen holen Sie zuerst ein Angebot für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ein und rechnen dann nach.

Quellen und Methodik

Die Jahresarbeitszahlen stammen aus einem Feldtest des Fraunhofer ISE in Bestandsgebäuden, die Investitionskosten aus einem Heizkostenvergleich desselben Instituts und sind dort Annahmen, keine Marktpreise. Maße, Entzugsleistung und Abstände stammen vom Bayerischen Landesamt für Umwelt, die Fördersätze von der KfW. Sondenlänge, Stromkosten, Förderquoten und die Dauer bis zum Ausgleich des Mehrpreises sind eigene Rechnungen und im Text so gekennzeichnet. Der Strompreis von 30 Cent je kWh ist ein Beispielwert.

1. Fraunhofer ISE: WP-QS im Bestand - Jahresarbeitszahlen von Wärmepumpen mit Erdsonden und Luft/Wasser-Wärmepumpen im Feldtest
2. Kopernikus-Projekt Ariadne, Autoren des Fraunhofer ISE: Heizkosten und Treibhausgasemissionen in Bestandswohngebäuden - Investitionskosten, angenommene Jahresarbeitszahlen, Lebensdauer der Erdsonden, Kostenvergleich
3. Bayerisches Landesamt für Umwelt: Oberflächennahe Geothermie (PDF) - Tiefen, Entzugsleistung, Abstände, Flächenbedarf, freies Kühlen, Wasser- und Bergrecht
4. Wasserhaushaltsgesetz: § 49 Erdaufschlüsse - Anzeige einen Monat vor Beginn, Regel für Erdkollektoren bis 4 Meter Tiefe
5. KfW: Heizungsförderung für Privatpersonen, Zuschuss 458 - Fördersätze, förderfähige Kosten, Vertrag mit Förderklausel