Geothermie

Massenkalk Devon (Top)
Linie gleicher Tiefenlage
Tektonik (Abschiebungen)
Stadtgrenze Köln
Verbreitung Paffrather Mulde

Dezernat, Dienststelle  
VIII/57 
 
Vorlagen-Nummer 16.02.2023 
 0457/2023 
Beantwortung einer mündlichen Anfrage aus einer früheren Sitzung 
öffentlicher Teil 
Gremium Datum 
Ausschuss Klima, Umwelt und Grün 09.03.2023 
 
Geothermie 
Mündliche Anfrage der CDU-Fraktion - Frau Aangenvoort - betr.:"Geothermiebohrungen 
für Privathaushalte" 
Frau Aengenvoort fragt, ob es richtig sei, dass Bohrungen für Geothermie zur-
zeit für Privathaushalte in Köln bis zu einer Tiefe von 20-35 Meter genehmigt 
werden und nicht darüberhinaus? 
 
Antwort der Verwaltung: 
 
Bei der Geothermie zur Nutzung von Wärme aus dem Untergrund wird zwischen ober-
flächennahen Geothermienutzungen und Tiefengeothermie unterschieden. Die ober-
flächennahe Geothermie bezieht Wärme aus den oberen Grundwasserleitern und Bo-
denschichten bis in ca. 100 Meter Tiefe. Die Nutzung des Tiefenbereiches von 400 m 
bis etwa 2000 m wird als tiefe oder auch mitteltiefe Geothermie bezeichnet. 
 
Als oberflächennahe Geothermie kommen auf dem Kölner Stadtgebiet im Wesentli-
chen Erdsondenanlagen und Wasser-Wasser-Wärmepumpenanlagen zum Einsatz. 
Diese Anlagentypen nutzen das Grundwasser mittelbar über eine Wärmeträgerflüs-
sigkeit in einem geschlossenen Leitungssystem bzw. unmittelbar über Brunnen (Saug- 
und Schluckbrunnen) als Wärmequelle. Andere Verfahren wie z. B. Erdkollektoren mit 
hohem Platzbedarf, spielen keine nennenswerte Rolle. 
Die Wasser-Wasser-Anlagen nutzen dabei  das Grundwasser des oberen, sehr ergie-
bigen Grundwasserleiters.  
Auch Erdsondenanlagen können besonders aus dem stark wasserführenden obersten 
Grundwasserleiter sehr effektiv Wärme entziehen. Für Erdsondenanlagen gilt auf dem 
Kölner Stadtgebiet eine grundsätzliche Bohrtiefenbegrenzung von meist 20 – 35 Me-
tern, bis zur Basis des ersten Grundwasserleiters. Diese Bohrtiefenbegrenzung dient 
zum vorsorglichen Schutz der hydrologischen Trennung zwischen dem ersten und 
tieferen Grundwasserstockwerken. Insbesondere in Bereichen mit hoher Siedlungs-
dichte und vielen Erdsondenanlagen ist diese Vorsorgemaßnahmen auch zum Schutz 
des Kölner Trinkwassers erforderlich. In Einzelfällen - unter besonderen Auflagen und 
höherem Aufwand und Kosten - können auch größere Tiefen erbohrt werden. Für 
kleinere, private Anlagen ist dieser zusätzliche Aufwand nicht üblich, auch weil die 
Ergiebigkeit im oberen Grundwasserleiter für den Wärmebedarf in den meisten Fällen 
ausreicht, bzw. Wasser-Wasser-Anlagen eine Alternative bei höherem Energiebedarf 
darstellen können.

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Aktuell gibt es auf dem Kölner Stadtgebiet rund 1400 Geothermieanlagen (ca. 900 
Sonden- und 500 Wasser-Wasser-Anlagen), die zumeist bei Neubauvorhaben und in 
Neubaugebieten, und nur selten für Bestandsbauten, errichtet wurden.  
Die Möglichkeiten durch die oberflächennahe Geothermie zur Dekarbonisierung der 
Wärmeversorgung beizutragen, sind noch nicht ausgeschöpft. Die Umweltverwaltung 
entwickelt zurzeit im Rahmen der Umsetzung des Beschlusses Mediation Klimawende 
eine Übersicht über das Standortpotential für zukünftige oberflächennahe Geother-
mieanlagen auf dem Kölner Stadtgebiet. Das Ergebnis soll, über die innerbehördliche 
Verwendung hinaus, als Planungshilfe für Interessent*innen verfügbar gemacht wer-
den. 
 
 
 
 
Im Mediationsverfahren der Rheinenergie mit Klimawende ist vereinbart worden, 
dass geprüft wird, ob tiefere Bohrungen in Zukunft genehmigt werden. Wie ist 
der Sachstand zu dieser Prüfung? 
 
Antwort der Verwaltung:  
 
Tiefengeothermie-Potentiale bieten Chancen zur Dekarbonisierung der Wärmeversor-
gung. Ob auch für Köln tatsächlich Chancen auf eine Nutzung der geothermischen 
Energie bestehen, ist einerseits von den lokal sehr unterschiedlichen geologischen 
Rahmenbedingungen und andererseits von der obertägigen Abnehmer - bzw. Wär-
meinfrastruktur abhängig.  
 
Im Rahmen des Projektes „Geothermale Charakterisierung der Teilräume Rheinland 
und Nordrand Rheinisches Schiefergebirge“ des Geologischen Dienstes wurden bis 
Ende des Jahres 2022 die Daten über die räumliche Ausbreitung des devonischen 
Massenkalkes erarbeitet. Die Daten sind auf dem Geothermieportal seit dem 
30.01.2023 öffentlich zugänglich (https://www.gd.nrw.de/ew_gp.htm). Hiermit stehen 
erste wichtige Informationen über das Reservoirgestein und den Zielhorizont für ge-
othermale Nutzungen bereits zur Verfügung. Die Ergebnisse und Auswertungen des 
geologischen Dienstes zeigen, dass im Stadtzentrum und im Osten von Köln, im Be-
reich der sogenannten Paffrather Mulde (Anlage), Massenkalkvorkommen in einer 
Mächtigkeit von 200-300m – am Rand der Mulde abnehmend – zu erwarten sind. Für 
den Massenkalk sind Hohlraumbildung durch Verkarstung und Dolomitisierung ty-
pisch, die den Wärmetransport über das Grundwasser begünstigen. Dasselbe gilt für 
Störungen und Verwerfungen, die für den Kölner Raum ebenfalls auf dem Geother-
mieportal abgebildet sind. Die Kalkbasis liegt – in Anhängigkeit von der Lage im 
Stadtgebiet - voraussichtlich bei 300 bis 800 Meter unter Gelände. Dem Temperatur-
gradienten (+ 3°C je 100 Meter) entsprechend sind in dieser Tiefenlage Grundwasser-
temperaturen von ca. 20 bis maximal 30 Grad zu erwarten. Die verfügbare Grundwas-
sermenge kann mit den vorliegenden Daten nicht sicher vorhergesagt werden. 
 
Die Nutzung des Tiefenbereiches von 400 m bis etwa 2000 m wird als tiefe oder auch 
mitteltiefe Geothermie bezeichnet. Aufgrund der nun vorliegenden ersten Erkenntnis-
se über den Untergrund kommen hydrothermale Nutzungssysteme in Betracht. Hier 
wird das Thermalwasser des Untergrundes über eine oder mehrere Produktionsboh-
rungen aus dem Reservoir gefördert und, nachdem ein Teil der darin gespeicherten 
Wärmeenergie entzogen wurde, über mindestens eine weitere Bohrung in das Reser-
voir zurückgeführt. Im Falle einer Produktions - und einer Injektionsbohrung spricht 
man von einer Dublette.

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Eine Hebung des vorhandenen tiefengeothermischen Potentials bedarf aufgrund der 
sehr hohen Investitionskosten intensiver Recherche und Erkundungen, um die Wirt-
schaftlichkeit und die wirkungsvolle Einbindung in die Wärmeinfrastruktur zu prüfen. 
Bevor also über ein konkretes geothermisches Projekt eine Entscheidung getroffen 
werden kann, sind die wirtschaftliche und technische Machbarkeit und die rechtliche 
Verfügbarkeit zu ermitteln. 
 
Im nächsten Schritt wird daher von der Rheinenergie eine Machbarkeitsstudie beauf-
tragt. Im Ergebnis steht die Analyse des geothermischen Potentials, die Abschätzung 
der möglichen thermischen Leistung aus Tiefengeothermie im Bereich der Paffrather 
Mulde, eine Wirtschaftlichkeitsanalyse sowie ein konkreter Vorschlag für das weitere 
Vorgehen, sofern Erfolgsaussichten für Heizkraftwerksstandorte oder städtische Ent-
wicklungsstandorte identifiziert werden können. Mit ersten Ergebnissen zum techni-
schen Potential ist nach Einschätzung der Verwaltung bis Ende 2023 zu rechnen. Die 
weiteren Arbeiten für den Abschluss der Machbarkeitsstudie werden voraussichtlich 
bis Mitte 2024 erfolgen. Eine finale Aussage dazu kann jedoch erst nach Vorlage der 
Angebote erfolgen. 
 
Des Weiteren soll die Förderfähigkeit geplanter Geothermieprojekte geprüft und im 
Bedarfsfall die Projektförderung beantragt werden. 
 
 
 
Gez. Wolfgramm