Anfrage Stephan Weber, Wetzikon, betreffend Ausweitung der Perimeter für Erdsonden-Wärmepumpen, Beantwortung

Auszug aus dem Protokoll des Regierungsrates des Kantons Zürich KR-Nr. 33/2020

Sitzung vom 8. April 2020

359. Anfrage (Ausweitung der Perimeter für Erdsonden- Wärmepumpen) Kantonsrat Stephan Weber, Wetzikon, hat am 27. Januar 2020 folgende Anfrage eingereicht: Die Energieerzeugung für Gebäude mit Wärmepumpen ist eine ele- gante sowie bei der Verwendung von umweltfreundlichem Strom auch eine nachhaltige Lösung. Erdsonden-Wärmepumpen bieten gegenüber Luft-­ Wasser-Wärmepumpen, trotz höheren Investitionskosten wesentliche Vorteile: – Bessere Energieeffizienz wegen konstanter Temperaturen in der Sonde. – Keine Geräuschemissionen, welche bei Luft-Wasser-Wärmepumpen in dicht besiedelten Gebieten oft zu Problemen führen. – Geringerer Installationsaufwand, eine einfache Technologie und so- mit auch weniger Unterhaltsaufwand. Vielerorts dürfen wegen der geologischen Verhältnisse mit Grund- wasservorkommen jedoch keine Sonden gebohrt werden. Die Grenzen, wo gebohrt werden darf und wo nicht, sind parzellenscharf festgelegt und verlaufen oft quer durch ein Quartier. Mit dem Wissen, dass die Bohrung einer 150 bis 250 m langen Sonde nie präzis senkrecht erfolgt, ist es un- verständlich, weshalb solch harten Grenzen existieren, ohne das je eine präzise geologische Untersuchung erfolgt ist. Aus Gründen der Nach- haltigkeit wäre es wünschenswert, wenn die Nutzung der Erdwärme in zusätzlichen Gebieten (speziell in Bauzonen) möglich wäre. Wenn jemand bereit ist, eine Sonde zu bohren, ist es, neben den Grund- installationskosten, kein wesentlicher Unterschied mehr, anstelle einer langen Sonde mehrere kürzere Sonden zu erstellen. Der Regierungsrat wird gebeten, folgende Fragen zu beantworten:

Erwägungen

1. Welche Gesetzes- und Verordnungsgrundlagen regeln die Erdwärme- nutzung durch Erdsonden?

2. Auf welcher Grundlage werden die Zonen für Erdwärmenutzung im Wärmenutzungsatlas festgelegt?

3. Welche Rahmenbedingungen müssten erfüllt sein, damit z. B. auch in der Zone B Erdsonden möglich wären (Tiefenbeschränkung, Sonden- medium, …)?

4. Welchen Handlungsspielraum sieht der Regierungsrat, die Erdsonden- wärmenutzung in zusätzlichen Gebieten zu ermöglichen?

Dispositiv

Auf Antrag der Baudirektion beschliesst der Regierungsrat:

I. Die Anfrage Stephan Weber, Wetzikon, wird wie folgt beantwortet:

Die Wärmegewinnung aus dem Untergrund mithilfe von Erdwärme- sonden ist für den Ersatz von fossilen Energieträgern wie Erdgas und Heiz- öl und damit für die Verminderung der CO2-Emissionen von grosser Be- deutung. Der Bau und Betrieb von Erdwärmesonden birgt jedoch auch Risiken für die unterirdischen Gewässer, die auch der Trinkwasserge- winnung dienen. Aus dem im Untergrund zirkulierenden Grundwasser werden im Kanton Zürich rund 60% des Trink- und Brauchwassers ge- wonnen. Es ist damit der wichtigste Rohstoff für die Trinkwassergewin- nung und ermöglicht eine sichere und kostengünstige Wasserversorgung. Wegen der grossen Abhängigkeit der kantonalen Wasserversorgung von den unterirdischen Gewässern bedarf die Wärmenutzung des Unter- grunds und des Grundwassers (Heizen und Kühlen) einer ganzheitli- chen Betrachtung und einer dem Schutzgut Trinkwasser angemessenen Bewilligungspraxis. Das Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft (AWEL) erarbeitete deshalb die Planungshilfe «Energienutzung aus Untergrund und Grund- wasser» vom Juni 2010, in der die verschiedenartigen Wärmenutzungs- systeme sowie deren Zulässigkeit dargestellt sind. Dies erfolgte auf der Grundlage der an der Tagung der Vorsteher der Umweltschutzämter der Ostschweiz und des Fürstentums Liechtenstein vom 7. April 2006 gut- geheissenen Bewilligungspraxis zur Grundwasser-Wärmenutzung sowie der Vollzugshilfe «Wärmenutzung aus Boden und Untergrund» von 2009 des Bundesamts für Umwelt (BAFU). Mit letzterer werden die Kantone eingeladen, planerische Grundlagen für die Wärmenutzung zu schaffen und die in den einzelnen Gebieten zulässigen Wärmegewinnungssysteme näher zu bezeichnen. Im Rahmen der kantonalen Wärmenutzungspla- nung erarbeitete das AWEL unter Ausschöpfung des durch die Gewässer- schutzgesetzgebung möglichen Spielraums zudem den Wärmenutzungs- atlas, der für jeden Standort im Kanton die Zulässigkeit der verschiedenen Grundwasser- und Erdwärmenutzungssysteme (Grundwassernutzung, Erdwärmesonden, thermoaktive Elemente, Erdregister, Energiepfähle und Erdwärmekörbe) festlegt. Die Planungshilfe und der Wärmenutzungs- atlas regeln in ganzheitlicher, verbindlicher Weise die Wärme- und Kälte- nutzung. Sie sind im Internet für die Öffentlichkeit einsehbar (www. erdwaerme.zh.ch). Die Bewilligungspraxis für die Energienutzung aus Untergrund und Grundwasser soll vor allem sicherstellen, dass die unterirdischen Gewäs- ser auch künftigen Generationen eine jederzeit sichere und einwandfreie Trinkwassergewinnung ermöglichen.

Zu Frage 1: Auf Bundesebene sind für die Wärme- und Kältenutzung aus dem Untergrund insbesondere das Gewässerschutzgesetz vom 24. Januar 1991 (GSchG, SR 814.20) und die Gewässerschutzverordnung vom 28. Okto- ber 1998 (GSchV, SR 814.201) massgebend. Das GSchG schreibt in Art. 3 eine allgemeine Sorgfaltspflicht vor: Jedermann ist verpflichtet, alle nach den Umständen gebotene Sorgfalt anzuwenden, um nachteilige Einwir- kungen auf die Gewässer zu vermeiden. Art. 4 Bst. d GSchG definiert den Begriff «Verunreinigung» unter anderem als nachteilige physikalische Veränderung des Wassers. Art. 6 GSchG enthält das Verbot, Gewässer zu verunreinigen. Art. 19 Abs. 2 GSchG verlangt eine kantonale Bewil- ligung für Bauten, Anlagen, Grabungen, Erdbewegungen und ähnliche Arbeiten in besonders gefährdeten Bereichen, wenn sie die Gewässer ge- fährden können. Art. 43 Abs. 3 GSchG hält fest, dass Grundwasservor- kommen nicht dauernd miteinander verbunden werden dürfen, wenn da- durch Menge oder Qualität des Grundwassers beeinträchtigt werden kön- nen. Weiter sind auch Art. 19 (Gewässerschutzbereiche), Art. 20 (Grund- wasserschutzzonen), Art. 21 (Grundwasserschutzareale) und Art. 45 (Vollzug durch die Kantone) GSchG zu beachten. In der Gewässerschutzverordnung konkretisiert Art. 32 die in Art. 19 Abs. 2 GSchG festgelegte Bewilligungspflicht für Anlagen in besonders gefährdeten Bereichen, die eine Gefahr für die Gewässer darstellen kön- nen. Insbesondere für Bohrungen in Gebieten mit nutzbaren Grundwas- servorkommen nennt Art. 32 GSchV die Bewilligungspflicht ausdrücklich. Die «Wegleitung Grundwasserschutz» von 2004 des Bundesamts für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL, heute BAFU) ist die Vollzugs- hilfe des Bundes für den einheitlichen Vollzug der betreffenden Gesetze und Verordnungen. Die Wegleitung regelt unter anderem die Zulässig- keit von Erdwärmesonden in Grundwassergebieten, -schutzzonen und -schutzarealen. Die Anforderungen und Bedingungen der Wärme- und Kältenutzung aus dem Untergrund sind auf Bundesebene in der Vollzugshilfe «Wärme- nutzung aus Boden und Untergrund» von 2009 des BAFU detailliert beschrieben. Die Vollzugshilfe bezweckt insbesondere für die Wärme- nutzung mittels Erdwärmesonden eine gesamtschweizerisch einheitliche Anwendung der gewässerschutzrechtlichen Regelungen unter Berück- sichtigung der aktuellen und zukünftigen technischen Entwicklungen. Bauherrschaften, Projektverfasserinnen und -verfasser und Bohrunter- nehmen haben bei der Planung, der Ausführung und dem Betrieb von Erdwärmesonden die SIA-Norm 384/6 Erdwärmesonden zu beachten.

Auf kantonaler Ebene regeln die §§ 35–37 der Verordnung über den Gewässerschutz (KGSchV, LS 711.11) die Bewilligungspflicht und die Zulässigkeit von Erdwärmesonden im Kanton Zürich. § 36 Abs. 1 KGSchV regelt den Wärmenutzungsatlas. Die Bewilligungspflicht und die zustän- dige Fachstelle ist in Ziff. 5.5.1 des Anhangs zur Bauverfahrensverordnung (LS 700.6) festgehalten. Die Planungshilfe «Energienutzung aus Unter- grund und Grundwasser» vom Juni 2010 des AWEL zeigt die Zulässig- keit der verschiedenen Wärmenutzungssysteme in den einzelnen Zonen des Wärmenutzungsatlas auf. Zu Frage 2: Der Wärmenutzungsatlas gemäss § 36 Abs. 1 KGSchV dient als Voll- zugs- und Planungshilfe. Er gibt für jeden Standort im Kanton in allge- meiner Weise Auskunft, ob eine Wärmenutzung aus dem Untergrund und dem Grundwasser zulässig ist. Der Atlas teilt das Kantonsgebiet flächig in sechs Zonen (A bis F) ein. In den Zonen C bis F sind Erdwärmeson- den grundsätzlich zulässig. Diese Zonen liegen ausserhalb von für die Trinkwassergewinnung nutzbaren Grundwasservorkommen. Die Zonen des Wärmenutzungsatlas wurden auf der Grundlage der Grundwasserkarte und der Gewässerschutzkarte des Kantons Zürich von Geologinnen und Geologen festgelegt. Die Zonengrenzen verlaufen im Wesentlichen entlang den Grundwasservorkommen und sind nicht parzellenscharf festgelegt. 2015 wurde der Wärmenutzungsatlas um eine vertikale Komponente zum Schutz von Felsgrundwasserleitern erweitert. Die anhaltende Ent- wicklung zu immer tiefer reichenden Erdwärmesonden, die zu erwar- tende grosse Anzahl an Sonden sowie die bedenklichen Erkenntnisse aus Untersuchungen und Berichten zu mangelhaften Bohrloch-Ringraum- verfüllungen veranlasste das AWEL, die Gefährdung für die tiefliegen- den Felsgrundwasservorkommen abschätzen zu lassen. Eine Fachgemein- schaft von vier Zürcher Geologiebüros kam zum Schluss, dass beim heutigen Stand der Erdwärmesonden-Bohrtechnik wesentliche Risiken für die als Felsgrundwasserleiter dienenden Schichten der Oberen Mee- resmolasse und der Malmkalke bestehen und zudem auch unzulässige Verbindungen zwischen verschiedenen Grundwasserstockwerken, z. B. zwischen oberflächennahen Lockergesteins-Grundwasservorkommen und Felsgrundwasserleitern, entstehen können. Deshalb wurden entspre- chend dem gesetzlich geforderten Vorsorgeprinzip Bohrtiefenbeschrän- kungen und Auf‌lagen zum Schutz dieser Felsgrundwasservorkommen erlassen. Damit können – neben den oberflächennahen – auch die tief- liegenden, nutzbaren unterirdischen Gewässer (Mineral- und Thermal- wasservorkommen) für künftige Generationen erhalten und geschützt werden.

Zu Frage 3: Bohrungen zur Nutzung der Erdwärme weisen ein Gefährdungspoten- zial für Grundwasservorkommen auf. Die Bohrungen können die schüt- zenden dichten Deckschichten über den Grundwasserleitern verletzen und durch undichte Hinterfüllungen der Erdsondenschläuche Wegsam- keiten für Verschmutzungen des Grundwassers eröffnen. Zudem besteht die Gefahr, dass durch die Bohrungen unterschiedliche Grundwasser- stockwerke mit verschiedenartigem Grundwasser miteinander verbunden werden, was dazu führen kann, dass oberflächennahe Grundwasservor- kommen in tiefere Schichten entleert werden oder gespanntes Grund- wasser aus tieferen Schichten in oberflächennähere Grundwasserleiter aufsteigt. Bei der Erstellung von Erdwärmesonden besteht auch eine Ge- fährdung des Grundwassers und insbesondere von Quellen und Quell- fassungen durch den Bohrvorgang (z. B. Erschütterungen, Pressluft, Spül- wasser) und während der Verfüllung des Ringraums (Verlust der Zement-­ Bentonit-Suspension in grundwasserführende Schichten). Schliesslich können Erdwärmesonden beim Auffüllen oder im Betrieb undicht wer- den, sodass die Wärmeträgerflüssigkeit (zumeist ein Wasser-Glykol-Ge- misch) ausläuft und in das Grundwasser gelangen kann. Aus diesen Gründen sind gemäss der Vollzugshilfe «Wärmenutzung aus Boden und Untergrund» von 2009 des BAFU Erdwärmesonden in Grundwasservorkommen, die der Trinkwassergewinnung dienen oder dienen können, in Grundwasserschutzzonen und -schutzarealen sowie in Gebieten mit sehr hoher Wasserdurchlässigkeit (z. B. bei vermehrtem Auftreten von Karsthohlräumen oder Klüften bzw. Felsgrundwasserlei- tern), d. h. in den Zonen A und B, nicht zulässig. Eine Ausnahme bilden besiedelte Gebiete innerhalb des nutzbaren Teils des Gewässerschutz- bereichs Au, in denen eine Trinkwassergewinnung technisch nicht mög- lich ist. Im Wärmenutzungsatlas des Kantons Zürich sind diese Gebiete bereits in der Zone C erfasst. Erdwärmesonden sind in der Zone C unter der Auf‌lage zulässig, dass im Bereich des nutzbaren Grundwasservor- kommens Massnahmen zum Schutz des Grundwassers ausgeführt wer- den (Stahl- oder Kunststoff-Verrohrung oder Gewebestrumpf), damit der Schotter-Grundwasserleiter nicht mit dem Verfüllmaterial für die Ring- raumhinterfüllung verfüllt und das Porenvolumen und damit die Durch- lässigkeit des Schotters vermindert wird. Da die für die Trinkwassergewinnung nutzbaren Grundwasservor- kommen zumeist oberflächennah unter den Talebenen und damit häufig unter den Siedlungsgebieten liegen, erweitern Tiefenbeschränkungen (z. B. bis zum höchsten Grundwasserspiegel) in diesen Gebieten den zulässigen Perimeter für Erdwärmesonden nicht.

Zu Frage 4: Aufgrund der grossen und mit dem starken Wachstum der Bevölke- rung zunehmenden Bedeutung der Grundwasservorkommen für eine sichere und kostengünstige Wasserversorgung auch der zukünftigen Ge- nerationen ist der Schutz der Grundwasservorkommen sehr wichtig. Mit der Öffnung von technisch nutzbaren Grundwasservorkommen für Erd- wärmesonden in der Zone C des Wärmenutzungsatlas in Grundwasser- gebieten, in denen eine Trinkwassergewinnung wegen der fehlenden Mög- lichkeit zur Ausscheidung von Grundwasserschutzzonen ausgeschlossen werden kann, ist der mögliche Spielraum für die Ausweitung des «Erd- wärmesonden-Perimeters» weitgehend ausgeschöpft. Zudem sind in Ge- bieten mit grosser Grundwassermächtigkeit Wärmepumpenanlagen zur thermischen Nutzung des Grundwassers zulässig, sodass in der Zone B eine Alternative zu Erdwärmesonden vorliegt, die energetisch sogar noch effizienter betrieben werden kann. Der Wärmenutzungsatlas ist kein statisches Planwerk. Er wird laufend aufgrund neuer hydrogeologischer Erkenntnisse angepasst. Dies kann einerseits zur Erweiterung der Zonen, in denen Erdwärmesonden zu- lässig sind, führen. Anderseits kann dies aber auch zur Verkleinerung der zulässigen Gebiete führen, wenn der Schutz des Grundwassers dies er- fordert. In nächster Zeit sind keine Veränderungen der technischen Entwick- lung der Erdwärmesonden zu erwarten, die eine Öffnung der Zone B des Wärmenutzungsatlas für Erdwärmesonden zuliessen.

II. Mitteilung an die Mitglieder des Kantonsrates und des Regierungs- rates sowie an die Baudirektion.

Vor dem Regierungsrat Die Staatsschreiberin: Kathrin Arioli