La energía geotérmica es una tecnología apasionante cuyas posibilidades de aplicación están lejos de agotarse. Con la ayuda de bombas de calor geotérmicas, la energía geotérmica ya se puede utilizar para calefacción en hogares privados. En una entrevista, el experto en verificación de costos explica en detalle lo que cuesta y si los costos de la calefacción geotérmica se amortizarán a largo plazo.
Pregunta: ¿Cómo funciona la calefacción geotérmica y cuáles son las ventajas y desventajas?
Experto en verificación de costos: cuanto más se adentra en el suelo, más cálido se pone. Nuestra tierra se está calentando más hacia el núcleo de la tierra. A una profundidad de menos de un metro, el suelo en nuestras latitudes ya está libre de heladas; esto se usa para construir cimientos para que no se congelen en invierno.
Un poco más abajo, después de unos 2-3 metros, hay una temperatura de unos 12 ° C dentro de la tierra incluso en el invierno más profundo. Aquí es donde radica, por ejemplo, la gran ventaja de los edificios subterráneos, las llamadas casas de tierra. Apenas necesita energía de calefacción, ni siquiera en invierno.
Con la calefacción geotérmica, la energía térmica se extrae del suelo más cálido a diferentes profundidades utilizando un refrigerante y se transporta a la casa. Este calor se transfiere luego al fluido de calefacción a través de un sistema de intercambio y se utiliza como energía de calefacción. Para ello se utiliza un sistema de bomba de calor , que se puede diseñar de diferentes formas. También hay diferentes formas de extraer calor del suelo.
La ventaja de la calefacción geotérmica es claramente que utiliza una fuente de energía disponible permanentemente, es decir, prácticamente renovable para la calefacción. El calor del interior de la tierra está disponible permanentemente; simplemente se transporta a la superficie de la tierra a través de aplicaciones geotérmicas y se hace utilizable allí, de la misma manera que la radiación térmica siempre presente del sol se usa para aplicaciones solares.
Una desventaja del sistema es que el refrigerante tiene que circular continuamente por el suelo para extraerle calor. Esto requiere una fuente de energía, en este caso energía eléctrica.
Una bomba de calor geotérmica necesita electricidad para funcionar
Aunque la electricidad se usa de manera bastante eficiente en el caso de una bomba de calor que funciona de esta manera, en última instancia, es una forma de calefacción eléctrica. Por lo tanto, el uso de energía geotérmica solo puede ser tan ecológico y climáticamente neutro como la electricidad utilizada para el funcionamiento. Si la electricidad utilizada para operar la bomba de calor proviene de una central eléctrica de carbón (muchas de las cuales aún están en funcionamiento en Alemania), el equilibrio ecológico de su propia calefacción geotérmica es, por supuesto, catastrófico, y no se puede decir que sea climáticamente neutro. Otra desventaja es que a medida que aumentan los costos de electricidad, también aumentan los costos de calefacción.
Si, por otro lado, la bomba de calor funciona con energía solar autogenerada, solo se utilizan energías renovables para toda la calefacción; en este caso, la calefacción es completamente neutra para el clima. Por supuesto, los costos de calefacción también son significativamente más bajos.
Pregunta: ¿Cuánto cuestan las bombas de calor geotérmicas?
Experto en verificación de costos: puede ser muy diferente, dependiendo de la cantidad de calor que se requiera y del tipo de sistema que se utilice.
La bomba de calor en sí suele costar solo entre 5.000 y 10.000 euros , pero los costes de todo el sistema suelen oscilar entre 15.000 y 25.000 euros . Además de los costos de la bomba de calor, también hay costos de desarrollo, que pueden aumentar enormemente el precio del sistema geotérmico.
Estos costos comparativamente altos se compensan en cierta medida (otros tipos de calefacción suelen oscilar entre 10.000 y 12.000 euros o incluso menos) mediante numerosos subsidios elevados.
El estado está promoviendo el uso de la energía geotérmica como energía de calefacción para promover la difusión de la tecnología y crear un incentivo para que los propietarios de viviendas dependan de las energías ecológicas. Además, un uso generalizado de la calefacción geotérmica también ayudaría, por supuesto, a lograr los objetivos climáticos.
Un pequeño ejemplo de costos de la práctica
Tenemos calefacción geotérmica instalada en nuestra casa familiar moderna y bien aislada en lugar de la vieja caldera de aceite. Se utiliza una bomba de calor con una JAZ de 4,5. Dado que hay poco espacio disponible en nuestra propiedad, optamos por una sonda geotérmica para generar la energía térmica.
| Enviar | precio |
|---|---|
| Bomba de calor (agua salada) que incluye instalación y equilibrado hidráulico | 11 500 EUR |
| Desarrollo (perforación profunda, sonda geotérmica) | 8.800 EUR |
| coste total | 20 300 EUR |
| avance | menos 4.500 EUR |
| costos de cuenta propia | 15.800 EUR |
Por supuesto, este es solo un ejemplo de costo para una instalación muy específica y un tipo de desarrollo muy específico. En otros casos, los costos también pueden ser significativamente diferentes.
Los costos también pueden ser significativamente más baratos, especialmente para los tipos de desarrollo cerca de la superficie (colectores geotérmicos), pero esto requiere un área comparativamente grande en la propiedad.
Pregunta: ¿De qué suelen depender los costes de una bomba de calor geotérmica?
Experto en verificación de costos: hay principalmente 3 cosas que determinan los costos:
- el tipo de bomba de calor y su rendimiento
- el tipo de desarrollo y las condiciones dadas, así como
- el requisito de calefacción individual del edificio
Estos factores siempre deben considerarse como un todo para llegar a una estimación de costos confiable.
Sobre todo, es importante determinar el requisito de calefacción dado con la mayor precisión posible de antemano para poder dimensionar correctamente el sistema. Los “valores atípicos” climáticos, por ejemplo, los días de invierno particularmente fríos, también deben tenerse en cuenta lo suficiente para que el sistema proporcione realmente suficiente calor cuando sea necesario. Si un sistema se dimensionó demasiado pequeño, difícilmente podrá corregirse después, por lo que es absolutamente necesario un cálculo completo por adelantado.
Pregunta: ¿Cuáles son los costes de la bomba de calor en este caso?
Cuanta más potencia se supone que debe proporcionar la bomba, más cara es
Experto en verificación de costos: depende principalmente del rendimiento que la bomba debe proporcionar, y también de su calidad.
Una bomba con un alto coeficiente de rendimiento anual (JAZ) es, por supuesto, más cara que una bomba con menor eficiencia. En términos generales, la JAZ indica la relación entre la cantidad de kWh de electricidad que se puede generar a partir de la cantidad de kWh de calor .
Una bomba de calor con JAZ 4.0 genera (al menos matemáticamente) 4 kWh de energía térmica a partir de 1 kWh de electricidad .
Además de los valores de rendimiento de la bomba, el diseño y la gama de funciones de la bomba también influyen en el precio.
Los precios de una bomba de calor suelen oscilar entre 5.000 y 15.000 euros ; para las bombas de calor de alto rendimiento, el precio puede ser ligeramente superior en casos individuales.
Pregunta: Entonces, ¿el factor de costo más importante es el costo de aprovechar la fuente de calor?
Experto en verificación de costos: Sí, en la mayoría de los casos este es el caso. Dependiendo del tipo de acceso utilizado y las condiciones locales, aquí pueden surgir costos de altos a muy altos.
La fuente de calor se puede desarrollar de 4 formas:
- a través de colectores de placa plana, que representan anillos uno al lado del otro en las tuberías
- A través de colectores de trinchera (los llamados. Künetten), que consisten en estructuras de anillos superpuestos que están dispuestos uno al lado del otro en una trinchera
- a través de sondas geotérmicas que se llevan a gran profundidad en algunos puntos
- utilizar el agua subterránea profunda como fuente de calor (bombas de calor de agua a agua)
Los colectores de placa plana son el tipo de acceso más económico, pero también requieren mucho espacio en la propiedad. Como regla general, para la mayoría de las casas unifamiliares de tamaño medio, debe tener en cuenta un espacio requerido de entre 300 m² y 350 m² ; por lo general, solo se pueden generar alrededor de 25 W de energía por m² de colector de placa plana.
Para casas mal aisladas o casas con una huella más grande, el requisito de espacio aumenta rápidamente.
Los costos de los colectores de placa plana son bastante bajos: puede calcular entre 10 EUR por m² y 15 EUR por m² en la mayoría de los casos.
Con los colectores de zanja (colectores de zanja) puede ganar mucha más energía debido a los elementos dispuestos uno debajo del otro - aquí es bastante posible alrededor de 100 W por m² , dependiendo de las condiciones locales.
Esto significa que se necesitan longitudes de zanjas de 80 ma 100 m para la mayoría de las casas unifamiliares si el requisito de calefacción no es demasiado alto. Por metro de trinchera hay que calcular unos costes de entre 30 y 40 euros , pero dependiendo de la naturaleza del suelo, esto también puede resultar significativamente más caro.
Las sondas geotérmicas son el tipo de desarrollo más caro, pero también requieren la menor cantidad de espacio. Se puede obtener una media de hasta 50 W de energía térmica por metro de profundidad perforado.
La razón de esto es que el suelo se vuelve significativamente más cálido cuanto más profundo va; esto significa que se puede obtener comparativamente más energía a mayores profundidades.
Como regla general, tendría que perforar alrededor de 160 m de profundidad para una casa promedio bien aislada. Sin embargo, dado que existe una restricción para perforar hasta un máximo de 100 m (perforar más profundo solo con permisos especiales de minería), la profundidad de perforación generalmente se divide en varios pozos.
Los costes medios oscilan entre 50 y 60 euros por metro de perforación , pero esto también puede resultar significativamente más caro en condiciones de suelo difíciles.
Si no se utiliza una sonda geotérmica, pero el calor se extrae del agua subterránea, los costos de perforación a menudo pueden ser aún mayores. Como regla, aquí se requieren al menos dos perforaciones, el esfuerzo es significativamente mayor y en muchos casos se deben obtener significativamente más permisos. Este es claramente el proceso más caro para la generación de calor.
Pregunta: ¿Qué requisitos de calefacción suelen tener los edificios por área?
Experto en comprobación de costes: siempre hay que determinarlo caso por caso. Aquí influyen muchos factores, desde el aislamiento de la pared y el tipo de ventanas instaladas hasta la ubicación y orientación de la casa.
Sin embargo, existen algunas pautas generales que puede utilizar como guía:
| Ejecución del edificio | Requisito de calefacción en kWh / m² por año |
|---|---|
| Casas antes de 1977 que no cumplen con WSchV 1977 | aprox.220 kWh / m² - 280 kWh / m² por año |
| Casas de 1977 que cumplen con WSchV 1977 | aprox.150 kWh / m² - 230 kWh / m² por año |
| Casas que cumplen con la WschV 1984 | aprox.80 kWh / m² - 150 kWh / m² por año |
| Casas que cumplen con la WSchV de 1995 | aprox.50 kWh / m² - 100 kWh / m² por año |
| Viviendas que cumplen con la EnEV 2009 | aprox.50 kWh / m² - 70 kWh / m² por año |
| Casa de bajo consumo energético | aprox.30 kWh / m² - 50 kWh / m² por año |
| Casa pasiva | menos de 20 kWh / m² por año |
En una casa pasiva, el requerimiento de energía de calefacción es muy bajo
Por supuesto, estas son solo pautas aproximadas. Solo un especialista (asesor energético, arquitecto, ingeniero civil) puede calcular el requisito de calefacción exacto después de un análisis detallado.
La carga de calefacción requerida (en kW), por otro lado, es un valor diferente: indica la eficiencia de la calefacción. El requisito de carga de calefacción no debe confundirse con el requisito de calefacción.
Puede imaginarlo como con un automóvil: la carga de calefacción es la potencia, la demanda de calefacción es el combustible requerido (consumo anual).
Pregunta: ¿Cuánto cuesta una bomba de calor geotérmica en funcionamiento?
Experto en verificación de costos: esto es fácil de calcular en casos individuales: una bomba de calor con un JAZ de 4.0 genera 4 kWh de calor a partir de 1 kWh de electricidad.
Si asumimos un requerimiento de calefacción de 10,000 kWh, la bomba de calor tiene un consumo de electricidad de 2,500 kWh por año. Con un precio de la electricidad convencional que rondaría los 700 euros al año , si utiliza tarifas reducidas de electricidad de la bomba de calor, los costes bajan a unos 475 euros al año .
Cuanto mayor sea la JAZ, menores serán los costos de calefacción, por lo que generalmente vale la pena invertir en un sistema de alta calidad.
Sin embargo, si el precio de la electricidad aumenta, los costos de calefacción también aumentan automáticamente. Eso puede resultar problemático.
En comparación con otros sistemas de calefacción, la calefacción con bomba de calor es comparativamente económica:
- Gas aprox.6 centavos / kWh de calor
- Biomasa (pellets) aprox.4,5 céntimos / kWh - 5 céntimos / kWh de calor
- Bomba de calor aprox.4,2 céntimos / kWh - 7,3 céntimos / kWh de calor
Así que aquí mucho depende del precio de la electricidad, esto debe tenerse en cuenta a largo plazo. Las tarifas de las bombas de calor ya no se pueden aplicar, el precio de la electricidad puede encarecerse o se agregan nuevos impuestos a la electricidad.
Con el uso de un sistema solar térmico para el apoyo de la calefacción (costos de adquisición alrededor de EUR 10,000), generalmente puede reducir el consumo anual en aproximadamente un 20% . Sin embargo, es cuestionable si esto vale la pena en casos individuales.
Pregunta: ¿Qué financiación hay para la calefacción geotérmica?
Experto en verificación de costos: Hasta ahora, la financiación de BAFA para modernizar un sistema antiguo ha sido de 4.000 euros ; la perforación profunda ha pagado 4.500 euros .
Para casas con el estándar energético de una Casa de Eficiencia KfW 55, el subsidio es 50% más alto, en algunos casos también se pueden obtener subsidios de bonificación especiales.
