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Erdwärmebohrung

Alles über den Ablauf, die Technik und die Genehmigung einer Erdwärmebohrung — vom Antrag bis zur Abnahme.

Stand:

Was ist eine Erdwärmebohrung?

Die Erdwärmebohrung ist die Kernleistung jedes geothermischen Erschließungsprojekts. Sie schafft den Zugang zu den konstanten Temperaturen im Untergrund und ermöglicht den Einbau der Erdwärmesonde. Von der ersten Beratung des Kunden bis zur abschließenden Übergabe der fertig eingebauten und geprüften Sonde läuft ein klar strukturierter Prozess ab — mit rechtlichen, technischen und dokumentarischen Anforderungen an jedem Schritt.

Dieser Artikel beschreibt den vollständigen Ablauf einer Erdwärmebohrung für Fachkräfte in Bohr- und Geothermieunternehmen.

Schritt-für-Schritt: Ablauf einer Erdwärmebohrung

1. Planung und Auslegung

Vor jeder Bohrung steht die Planung:

  • Heizlastberechnung des Gebäudes (nach DIN EN 12831) — Grundlage für die benötigte Entzugsleistung.
  • Geologische Vorerkundung über Bodengutachten, Bohrdatenbanken des Landes (z. B. LGRB in Baden-Württemberg, BGR-Daten) oder regionale Erfahrungswerte.
  • Sondenauslegung nach VDI 4640 Blatt 2: Wie viele Sonden, wie tief, welcher Typ?
  • Standortprüfung: Wasserschutzgebiet? Altlasten? Kampfmittelverdacht? Leitungsplan vorhanden?

2. Antrag und Genehmigung

Keine Bohrung ohne Genehmigung:

  • Bohranzeige einreichen bei der zuständigen Behörde (je Bundesland unterschiedlich, siehe Artikel Bohranzeige).
  • Ggf. wasserrechtliche Erlaubnis nach WHG §8 ff. beantragen — besonders in Wasserschutzgebieten.
  • Wartezeit: 2–6 Wochen, in einzelnen Fällen länger.
  • Erst nach schriftlichem Bescheid oder Ablauf der Einspruchsfrist (bei reiner Anzeigepflicht) darf gebohrt werden.

3. Einrichtung der Baustelle

  • Anlieferung der Bohranlage und des Zubehörs (Rohre, Verpressmaterial, Spülbehälter).
  • Absperrung und Absicherung nach DGUV-Vorschriften.
  • Einrichten des Spülkreislaufs: Spülbehälter, Spülmittelversorgung, Auffangwanne für Bohrklein.
  • Markierung der geplanten Bohrpunkte gemäß genehmigtem Plan.

4. Die Bohrung

Je nach Untergrund kommt ein anderes Bohrverfahren zum Einsatz:

  • Spülbohrung (Rotary-Verfahren): Das häufigste Verfahren. Ein rotierender Bohrmeißel trägt das Gestein ab, eine Bohrspülung transportiert das Bohrklein an die Oberfläche. Geeignet für Lockergestein und weiches bis mittelhartes Sedimentgestein.
  • Hammerbohrung (Lufthammer / DTH): Schlagbohren mit Druckluft — effektiv in hartem Felsgestein (Granit, Gneis, massiver Kalkstein). Hohe Bohrgeschwindigkeit, aber lauter und erfordert Staubabsaugung.
  • Kombiniertes Verfahren: In gemischter Geologie häufig beide Verfahren auf einer Baustelle.

Während der Bohrung wird die Geologie fortlaufend dokumentiert: Schichtenwechsel, Grundwasserhorizonte, Bohrfortschritt und eventuelle Besonderheiten (Hohlräume, Quellen, unerwartet hartes Gestein).

Das Bohrprotokoll ist ab dem ersten Bohrmeter zu führen — nicht erst nachträglich zu erstellen.

5. Verrohrung und Bohrlochsicherung

In instabilen Bereichen (Lockergestein, wechselnde Geologie) wird eine Verrohrung (Stahl oder Kunststoff) eingebaut, um das Bohrloch offen zu halten und Einbrüche zu verhindern. Nach Abschluss der Bohrung und Einbau der Sonde wird die Verrohrung — soweit sie nicht dauerhaft verbleibt — wieder gezogen.

In bestimmten Bundesländern und Schutzgebietszonen ist eine dauerhafte Verrohrung im Oberflächenbereich (z. B. obere 6 m) vorgeschrieben.

6. Einbau der Erdwärmesonde

  • Sonde auf Korrektheit und Druckfestigkeit vorab prüfen.
  • Sonde mit Wasser befüllen (Auftrieb verhindern, Innendruck sichern).
  • Zentriergewicht und Abstandshalter (Spacer) in den von der VDI 4640 vorgeschriebenen Intervallen anbringen.
  • Sonde in einem Zug langsam und gleichmäßig ins Bohrloch einführen.
  • Sondenkopf an der Oberfläche fixieren und für Druckprüfung vorbereiten.

7. Druckprüfung

Nach Einbau der Sonde und vor der Verpressung wird die Druckprüfung durchgeführt:

  • Prüfdruck, Haltedauer und zulässiger Druckabfall gemäß VDI 4640 Blatt 2.
  • Bei Nichtbestehen: Sonde ausbauen, Leckstelle suchen, reparieren, neu prüfen.

Das Druckprüfprotokoll ist zu erstellen und aufzubewahren.

8. Verpressung des Ringraums

Der Ringraum zwischen Sonde und Bohrlochwand wird mit einem wärmeleitfähigen Verpressmörtel (Mindestanforderung an λ gemäß VDI 4640) von unten nach oben verpresst — ausschließlich im Kontraktorrohr-Verfahren. Dies ist aus Grundwasserschutzgründen nicht verhandelbar.

Menge, Material, Pumprate und Ergebnis der Verpressung werden im Verpressprotokoll dokumentiert.

9. Anbindung und Leitungsführung

  • Sondenköpfe an die Sammelleitung anschließen (in Schacht oder Verteilerkasten).
  • Verbindungsleitungen zum Gebäude verlegen (Frostschutztiefe beachten: min. 0,8 m, besser 1,2 m).
  • Spülprobe der Gesamtanlage auf Dichtheit.

10. Abnahme und Übergabe

  • Abnahmeprotokoll erstellen mit allen relevanten Parametern.
  • Vollständige Dokumentation übergeben: Bohrprotokoll, Druckprüfprotokoll, Verpressprotokoll, Lageplan der Bohrlöcher.
  • Meldung an das geologische Landesamt (Schichtenverzeichnis, Grundwasservorkommen).

Bohrverfahren im Vergleich

KriteriumSpülbohrungHammerbohrung
Geeignete GeologieLockergestein, SedimentHartes Fels- und Kristallingestein
BohrgeschwindigkeitMittel (5–20 m/h)Hoch in Fels (15–30 m/h)
SpülungWasser, Bentonit, PolymerDruckluft
LärmGering–mittelHoch
StaubentstehungKeineErheblich (Absaugpflicht)
TiefenkapazitätBis ca. 300 mBis 500 m und mehr
KostenNiedrig–mittelMittel–hoch

Typische Herausforderungen und wie man sie löst

Wasserführende Schichten: Bei unerwarteten starken Grundwasserzutritten kann das Bohrloch instabil werden. Lösung: Sofortige Verrohrung, ggf. Anpassung der Spülungszusammensetzung.

Artesischer Grundwasserdruck: In manchen Regionen (z. B. Norddeutsches Becken) steht Grundwasser unter Druck und kann beim Bohren unkontrolliert austreten. Dies erfordert besondere Bohrtechnik und muss dem Amt unverzüglich gemeldet werden.

Hohlräume (Karst): Im Karst (z. B. Schwäbische Alb, Fränkische Alb) können plötzliche Spülungsverluste auftreten. Gegebenenfalls Bohrung abbrechen und Behörde informieren — Ausweichbohrung beantragen.

Zu hohe Gesteinstemperaturen: Ab ca. 400 m Tiefe steigen die Temperaturen auf > 20 °C, was andere Systemauslegung erfordert.

Rechtlicher Rahmen

Erdwärmebohrungen unterliegen in Deutschland mehreren Rechtsbereichen:

  • Wasserhaushaltsgesetz (WHG): Grundlage für wasserrechtliche Anforderungen, Schutz des Grundwassers.
  • Bergrecht (BBergG): Gilt für Bohrungen ab 100 m Tiefe in vielen Bundesländern — zuständige Behörde ist dann das Bergbauamt.
  • Landeswassergesetze: Jedes Bundesland hat eigene Ausführungsgesetze (BWG Bayern, WG BW, LWG NRW usw.).
  • VDI 4640: Technische Norm, die in Genehmigungsbescheiden regelmäßig als Ausführungsstandard referenziert wird.
  • DVGW W 120: Anforderungen an Fachunternehmen für Bohrarbeiten.

Dokumentationspflichten im Überblick

DokumentPflichtEmpfänger
Bohrprotokoll / SchichtenverzeichnisJa, gesetzlichGeol. Landesamt, Behörde
DruckprüfprotokollJa, VDI 4640Auftraggeber, Behörde auf Anfrage
VerpressprotokollJa, VDI 4640Auftraggeber, Behörde auf Anfrage
AbnahmeprotokollEmpfohlenAuftraggeber
BaustellenberichtEmpfohlenIntern, Auftraggeber

Alle Protokolle sollten mindestens 10 Jahre aufbewahrt werden — bei Gewährleistungsansprüchen oder behördlichen Prüfungen sind sie entscheidend.

Häufige Fragen

Wie lange dauert eine Erdwärmebohrung?

Eine einzelne Erdwärmebohrung dauert je nach Tiefe und Geologie typischerweise 1 bis 3 Arbeitstage. Bei 100 m Tiefe in normalem Lockergestein rechnet man mit 1 Tag, bei 200 m Tiefe in wechselnder Geologie mit 2–3 Tagen. Hinzu kommen Anfahrt, Aufbau und Abbau der Bohranlage (je 0,5–1 Tag), Verpressung (ca. 2–4 Stunden) und Druckprüfung (ca. 1 Stunde).

Was kostet eine Erdwärmebohrung?

Die Kosten liegen je nach Region, Geologie und Bohrtiefe zwischen 50 und 120 Euro pro Bohrmeter. In leicht bohrbaren Lockergesteinsbereichen Norddeutschlands sind 50–70 €/m realistisch, in Süddeutschland mit Molasse oder Fels eher 80–120 €/m. Für ein Einfamilienhaus mit einer 100-m-Sonde ergeben sich damit Bohrkosten von 5.000 bis 12.000 Euro — ohne Wärmepumpe und Hausinstallation.

Welche Genehmigungen brauche ich für eine Erdwärmebohrung?

Grundsätzlich ist eine Bohranzeige beim zuständigen Amt Pflicht — in den meisten Bundesländern bei der Unteren Wasserbehörde oder dem Landratsamt, in einigen beim Bergbauamt. Für Bohrungen in Wasserschutzgebieten oder ab bestimmten Tiefen (oft ab 100 m) ist zusätzlich eine wasserrechtliche Erlaubnis nach WHG §8 ff. erforderlich. Die genauen Anforderungen variieren je Bundesland.

Muss ich als Bohrfirma ein Bohrprotokoll führen?

Ja, zwingend. Das Bohrprotokoll ist gesetzlich vorgeschrieben und muss dem zuständigen geologischen Landesamt gemeldet werden. Es dokumentiert Schichtenfolge, Grundwasserverhältnisse, verwendete Bohrtechnik, Einbau der Sonde und Ergebnis der Druckprüfung. In vielen Bundesländern ist die Meldung über ein Online-Portal (z. B. BIS-Bayern, ELWAS in NRW) vorgeschrieben.

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