Bei der oberflächennahen Geothermie wird die Energie dem Untergrund aus einer Tiefe bis 400 m entzogen. Die Energiegewinnung erfolgt im Wesentlichen über geschlossene geothermische Systeme aus den oberen Erd- und Gesteinsschichten durch Erdwärmesonden, Erdwärmekollektoren oder thermisch aktivierte Gründungsbauteile (z. B. Energiepfähle). Weiterhin kommen offene geothermische Systeme (Erdwärmebrunnensysteme) zum Einsatz. Die energetische Nutzung erfolgt in der Regel über Wärmepumpen. Der Untergrund kann sowohl als Quelle als auch als Speicher für Wärme und/oder Kälte genutzt werden. In Abhängigkeit von den baulichen Gegebenheiten, der Heizungsanlage und dem Nutzungsverhalten lässt sich die Geothermieanlage individuell dimensionieren. Für die Dimensionierung geschlossener Systeme stellt insbesondere die Wärmeleitfähigkeit des Untergrundes einen wichtigen Standortfaktor dar.
Im Umweltportal des Landes sind Informationen über den Untergrundaufbau zusammengestellt. Unter dem Thema Bohrungen geben Profilsäulen aller verfügbaren Bohrungen Aufschluss über die zu erwartende Schichtfolge an einem Standort. Hieraus abgeleitete Karten der mittleren Wärmeleitfähigkeiten des Untergrundes werden unter dem Thema Geothermie bereitgestellt.
Wichtige Hinweise zur Planung, Dimensionierung und Ausführung von oberflächennahen Anlagen im Einfamilienhausbereich sind dem Geothermie-Leitfaden 2011 zu entnehmen.
An die Planung, die Errichtung und den Betrieb von geothermischen Anlagen sind besondere Anforderungen im Hinblick auf den Grund- und Trinkwasserschutz zu stellen. In Trinkwasserschutz- und Trinkwassergewinnungsgebieten können Anlagen genehmigungsbeschränkt oder unzulässig sein. Weiterhin können in Gebieten mit lösungsfähigen Gesteinen im Untergrund besondere Anforderungen an die Bohrtechnik oder eine Tiefenbegrenzung der Bohrung erforderlich sein. In diesen Gebieten sind zur Vermeidung von Bohrrisiken in Absprache mit den Fachfirmen andere Systeme wie z.B. Erdwärmekollektoren vorzuziehen. Die genaue Tiefenlage und Ausprägung der lösungsfähigen Gesteinsschichten lässt sich nicht vorhersagen.
Für die Errichtung von Erdwärmesonden ist eine wasserrechtliche Erlaubnis der unteren Wasserbehörde erforderlich. Das Vorhaben ist einen Monat vor Beginn der Arbeiten bei der unteren Wasserbehörde anzuzeigen. Die untere Wasserbehörde entscheidet über die Genehmigungsfähigkeit des Vorhabens und ggf. erforderliche Auflagen (z.B. Bohrtiefenbeschränkung).
Bei Erdwärmesondenbohrungen werden geologische Daten in Form von Schichtenverzeichnissen erhoben. Diese Untersuchungen sind gemäß Geologiedatengesetz anzeige- und übermittlungspflichtig. Hierfür steht die Internet-Anwendung „Anzeige Geologischer Untersuchungen“ (AGU) zur Verfügung.
Die Tiefengeothermie kann über verschiedene direkte und indirekte Verfahren Erdwärme aus dem Untergrund erschließen. Bei hydrothermaler Nutzung wird das heiße Formationswasser tiefer Sandsteinablagerungen über Brunnensysteme für Nah- und Fernwärmenetze, für industrielle oder balneologische Zwecke genutzt. Zur Steigerung der Energieeffizienz kann Überschusswärme in geeigneten Sandsteinstrukturen saisonal gespeichert werden.
Für die Nutzung des geologischen Untergrundes als Wärmequelle ist die Kenntnis über die Verteilung und Beschaffenheit der Gesteine im Untergrund notwendig. Die Sedimentation und die heutige Lagerung der Gesteine hängen dabei in starkem Maße von der geologischen Entwicklung im Laufe der Erdgeschichte ab. Die Wärmegewinnung mit Hilfe von hydrothermalen Tiefbrunnensystemen setzt das Vorhandensein eines geeigneten Wasserleiters voraus. Im Untergrund vorhandene poröse und durchlässige Sandsteine als potenzielle geothermische Nutzhorizonte sind in Schleswig-Holstein bis in eine Tiefe von 2500 m von besonderem Interesse. Liegen diese Sandsteine in größeren Tiefen, ist von einer verringerten Durchlässigkeit auszugehen.
Die geologische Potenzialanalyse des tieferen Untergrundes von Schleswig-Holstein und die abgeleiteten Karten der hydrothermalen Nutzhorizonte des tieferen Untergrundes sollen Projektplanern eine erste Datenübersicht im Rahmen einer Vorstudie liefern. Die Potenzialanalyse stellt eine konservative Abschätzung des Potenziales dar. Ein Fündigkeitsrisiko, z.B. durch eine nicht vorhersehbare Zementation des Porenraums, kann jedoch nicht ausgeschlossen werden. Flachere Sandsteinhorizonte, deren Wärme nicht direkt, sondern nur in Kombination mit anderen Energiequellen zur Anhebung der Temperatur nutzbar sind, sind in dieser Studie nicht berücksichtigt.
Darstellungen zur Verbreitung von untersuchungswürdigen Sandsteinhorizonten sind in der Karte der hydrothermalen Nutzhorizonte des Landes zu finden. Die Informationen dienen dazu, in einem ersten Schritt die Erfolgsaussichten an einem geplanten Projektstandort bewerten bzw. einen möglichst aussichtsreichen Projektstandort auswählen zu können. Weiterhin steht zur Bewertung des Potenzials auch das geologische 3D-Modell des tiefen Untergrundes zur Verfügung.
Die Aufsuchung und Gewinnung von Erdwärme aus dem tiefen Untergrund unterliegen den Bestimmungen des Bergrechtes. Die zuständige Genehmigungsbehörde für Schleswig-Holstein ist das Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie in Hannover (LBEG). Ein erster genehmigungsrechtlicher Schritt ist die Beantragung einer Aufsuchungserlaubnis für Erdwärme in einem festzulegenden Erlaubnisfeld. Diese Erlaubnis umfasst das ausschließliche Recht zur Aufsuchung von Erdwärme, berechtigt jedoch noch nicht zur Durchführung bergbaulicher Tätigkeiten (z.B. die Durchführung seismischer Messungen, das Abteufen von Tiefbohrungen). Hierzu sind weitere Genehmigungen im Betriebsplanverfahren bzw. eine bergrechtliche Bewilligung erforderlich.
