Quo vadis Heizung?

Die Frage, wie wir unsere Gebäude und Wohnräume in Zukunft heizen, ist keine neue. Aber mit den Preissteigerungen der letzten Zeit und der unsicheren Versorgungslage durch den Krieg in Osteuropa ist sie deutlich stärker in den Mittelpunkt gerückt. Am Markt gibt es viele Möglichkeiten. Wr zeigen die gängigsten auf und nennen die Vor- und Nachteile.

Die Politik will die Technologien im Wärmemarkt offenhalten. Es soll Wahlfreiheit geben. Doch zeichnet sich eine deutliche Präferenz für strombasierte Systeme – vor allem die Wärmepumpe – ab. Welche Möglichkeiten der Markt sonst bietet und welche Vor- und Nachteile sich für den Nutzer ergeben, hier ein Überblick.

1. Wärmepumpe: Erfüllt gesetzlichen Bedingungen am besten

Die Wärmepumpe wird als die zukunftsweisende Heiztechnologie angesehen und von der Bundesregierung durch rechtliche und politische Maßnahmen gefördert. Sie erfüllt die gesetzlichen Bedingungen am besten. Trotzdem ist der hohe Strompreis derzeit ein Nachteil. Darüber hinaus ist zu beachten, dass die Wärmepumpe streng genommen nicht immer regenerativ ist, da sie auf den Strommix angewiesen ist, der in Deutschland noch zu rund 50 Prozent aus fossilen Energien besteht.

Sollte die Wärmepumpe in Zukunft als Standard-Technologie etabliert sein, wird ihre Förderung entsprechend wegfallen, was nachvollziehbar ist. Daher ist es sinnvoll, bereits jetzt Immobilien umzurüsten, sofern sie dafür geeignet sind (z.B. hoher Effizienzstandard, gute Dämmung) und die derzeitige Förderung von 25 oder 30 Prozent, abhängig vom Technologietyp, zu nutzen.

Vorteil: Erfüllt alle gesetzlichen Bedingungen, auch in Zukunft
Nachteile: Hoher Strompreis; je nach Technologie hohe Investition

2. Eisspeicher und Erd-Eisspeicher: Simpel, nicht widersinnig

Durch den Einsatz einer Wärmepumpe lässt sich auch das scheinbar widersprüchliche Konzept des Heizens mit Eis realisieren. Dies basiert auf einer einfachen physikalischen Gesetzmäßigkeit: Beim Gefrieren von Wasser wird Wärme abgegeben, die als Kristallisationsenergie bezeichnet wird. Für jede Kilogramm gefrierendes Wasser können bis zu 93 Wattstunden an Energie erzeugt werden.

Ein Eisspeicher mit einem Volumen von etwa zehn Kubikmetern kann die gleiche Energiemenge wie 100 Liter Heizöl liefern und regeneriert sich selbstständig. Dies geschieht durch milde Witterung und gezieltes Aufwärmen im Sommer mittels Solarabsorbern. Schwarze Kunststoffschläuche sammeln dabei die Umgebungswärme der Luft und leiten sie in den Eisspeicher. Eine Flüssigkeit, die zu 80 Prozent aus Wasser und zu 20 Prozent aus Glykol besteht und sich durch die Umgebungstemperatur erwärmt oder abkühlt, wird dem Eisspeicher zugeführt. Der Eisspeicher friert niemals vollständig zu, sondern nur zu maximal 60 Prozent.

Zusätzlich kann die abgeführte Wärme aus dem Gebäude ebenfalls in den gleichen Kreislauf wie das Heizsystem eingespeist werden und im Sommer zur Kühlung des Gebäudes genutzt werden. Bei Wärmepumpen können nur diejenigen, die auf Erdreich oder Grundwasser als Umgebungswärme zurückgreifen, diese Methode anwenden.

Vorteile: Erfüllt alle gesetzlichen Bedingungen, auch in Zukunft; gute Parameter bei Gebäudekühlung
Nachteile: Hoher Strompreis; hohe Investition

Kostengünstige Erd-Eisspeicher

Eine preiswertere Alternative zum separaten Eisspeicher ist der Erd-Eisspeicher. Hier werden die Wärmetauscher-Leitungen einfach übereinander im Erdreich verlegt, ohne dass ein separater Betonkörper benötigt wird. Auch hier wird die Kristallisationswärme des im Erdreich gebundenen Wassers sowie die Umgebungswärme des Erdreiches genutzt. Es ist jedoch zu beachten, dass das Erdreich nicht überbaut werden darf und am besten eine Rasenfläche ohne Baumbestand geeignet ist. Die Regeneration des Erdreichs erfolgt ebenso über Solarabsorber und die rückgeführte Wärme aus den Gebäuden im Sommer.

Die Vorteile eines Erd-Eisspeichers liegen darin, dass er alle gesetzlichen Bedingungen erfüllt, auch in Zukunft. Zudem eignet er sich gut zur Gebäudekühlung. Jedoch ist auch hier der hohe Strompreis sowie die hohe Investition ein Nachteil.

3. Biomasse: Kein hoher Effizienzstandard des Gebäudes nötig

Biomasse ist eine hoch bewertete primärenergische Quelle, die überall dort eingesetzt werden kann, wo der energetische Standard der Immobilie eher niedrig ist, da sie hohe Vorlauftemperaturen erzeugt. Allerdings ist die Investition in eine Pellet- oder Hackschnitzel-Heizung sehr hoch und kann bis zum Dreifachen einer Gas-Brennwert-Heizung kosten. Außerdem gibt es keine Garantie für die Nachhaltigkeit des Brennstoffs, da es in Deutschland einen großen Graumarkt für Importe gibt. Biomasse-Heizungen haben es auch schwer aufgrund von Verbrennungsverboten und Anschlusszwängen. Darüber hinaus sind die Emissionen von Biomasse-Verbrennungsanlagen stark umstritten und können in der unmittelbaren Umgebung zu Luftverschmutzung führen.

Vorteile: Guter Primärenergiefaktor; vergleichsweise geringe Brennstoffkosten; kein hoher Effizienzstandard der Immobilie nötig
Nachteile: Hohe Investitionen; ebenfalls von Verbrennungsverboten betroffen; teils hoher Wartungsaufwand; starke Emissionen

4. Fernwärme: Einfaches Handling, unverzichtbar für die Wärmepumpe

Die Kosten für Fernwärme sind im oberen Bereich vergleichbarer Brennstoffkosten angesiedelt, da sie vorwiegend aus Gas und Kohle erzeugt wird und die CO2-Bepreisung zu weiteren Kostensteigerungen führen wird. Ein weiterer Nachteil ist die hohe Vorlauftemperatur von bis zu 120 Grad Celsius, was den EE-40-Standard im Neubau und EE-55-Standard bei Sanierungen problematisch macht. Es wird schwieriger, genügend Wärmeenergie pro Wohnung abzugeben, da immer niedrigere Vorlauftemperaturen benötigt werden. Die Zukunft könnte in Wärmenetzen mit niedrigeren Vorlauftemperaturen liegen, aber derzeit kann vor allem Erdgas nicht durch grüne Brennstoffe ersetzt werden. Ob Wasserstoff in Zukunft als Ersatz in Frage kommt, wird sich erst erweisen. Die "Ergrünung" der Fernwärme ist dennoch eines der zentralen Anliegen der Bundesregierung in ihrer Wärmestrategie. Die Zukunft könnte in Wärmenetzen mit geringeren Vorlauftemperaturen liegen. Dafür müssten sie jedoch umgerüstet werden.

Vorteil: Gutes Handling für Kunden; von der Politik als unverzichtbar für die Wärmewende erklärt
Nachteile: Hohe Vorlauftemperaturen, Investition und Anschlussdichte nötig; bei wärmegeführten Netzen Netzverluste und hohe Preise

5. Abwärme: In Neubauten wesentlich einfacher zu installieren und zudem gut gefördert.

Die Nutzung von Abwärme wird in Deutschland im Gebäudebereich noch wenig eingesetzt. Dabei wird die in Produktionsprozessen, aber auch in der Kanalisation anfallende Abwärme über Wärmetauscher genutzt und in Wärmenetze eingespeist, die mit niedrigen Vorlauftemperaturen betrieben werden. Je nach Temperatur wird die Wärme dann in den versorgten Liegenschaften mit Wärmepumpen wieder auf das für den Betrieb notwendige Niveau angehoben. Abwärme kann auch direkt in den Gebäuden genutzt werden - über Wärmerückgewinnungsanlagen (WRG). Diese sind in Passivhäusern vorgeschrieben, werden aber auch für Standards wie EE 40 empfohlen.

Vorteile: Gute Förderung; sehr effizient; hohes Einsparpotenzial; im Neubau einfach zu installieren
Nachteile: Höhere Investition; größerer Planungsaufwand

6. Kraft-Wärme-Kopplung mit BHKW: Für Mieterstrommodelle

Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird die Abwärme aus dem Verbrennungsprozess des Motors (oder seltener einer Brennstoffzelle) genutzt. Sie wird in der Immobilienwirtschaft, insbesondere in der Wohnungswirtschaft, immer beliebter, um einzelne Objekte zu versorgen. Durch die gleichzeitige Stromerzeugung ergeben sich auch Möglichkeiten für Mieterstrommodelle.

Die Effizienz ergibt sich aus der gleichzeitigen Erzeugung von Strom und Wärme. Und: Die in der Wohnungswirtschaft eher unbeliebte, teure Dämmung kann beim Einsatz eines Blockheizkraftwerks (BHKW) geringer ausfallen. Denn es ist kostengünstiger, grundsätzlich wärmegeführt und kann so Grundlasten vollständig abdecken.

Zu beachten ist jedoch, dass der Wartungsaufwand bei einem BHKW deutlich höher ist als bei anderen Heizsystemen. Die Lebensdauer beträgt durchschnittlich 20 Jahre. Eine Dämmung kommt auf gut das Dreifache dieser Zeit.

Vorteile: Eigene Stromerzeugung; garantiert vergütete Stromeinspeisung ins Netz; Mieterstrommodelle
Nachteile: Hohe Investition; hoher Wartungsaufwand

7. Kraft-Wärme-Kopplung mit Brennstoffzellen: Hohe Förderung

Kraft-Wärme-Kopplung mit Brennstoffzellen: Hohes Förderniveau
Brennstoffzellen erzeugen Strom und Wärme besonders effizient. Sie sind technisch bereits marktreif. In Deutschland sind sie bisher vor allem in Einfamilienhäusern installiert, nur wenige in Gewerbeimmobilien. Für den Durchbruch müssten die Preise sinken - nach heutigem Stand um rund 30.000 Euro. Unterstützung gibt es vom Staat: Im Rahmen der Nationalen Wasserstoffstrategie werden verschiedene Projekte gefördert.

Die Brennstoffzelle ist ein Energiewandler, der die im Brennstoff (meist Wasserstoff, in stationären Brennstoffzellen in Deutschland Methan) gespeicherte Energie mit Hilfe von Sauerstoff direkt in elektrische Energie umwandelt. Damit entfällt der übliche Energiewandlungsprozess vom Brennstoff in mechanische Energie (Verbrennungsmotor) und anschließend über den Generator in elektrische Energie.

Vorteil: Erfüllt alle gesetzlichen Bedingungen; eigene Stromerzeugung; hohe Förderung
Nachteile: Hohe Investition; hoher Wartungsaufwand; klimaneutraler Betrieb in Zukunft durch grünen Wasserstoff fraglich

8. Wasserstoff im Wärmenetz: Die Zukunft ist offen

Wasserstoff könnte als Erdgasersatz direkt ins Gasnetz eingespeist werden. Erste Hersteller bieten bereits "H2-ready" Gas-Brennwertheizungen an. Die Verteilnetze wären dafür bereits geeignet, wie Tests zeigen, die Fernleitungsnetze müssten noch aufgerüstet werden. In beiden Netztypen sind bereits heute Beimischungen von 9,99 Prozent erlaubt, technisch möglich wären 20 Prozent. Allerdings wird Wasserstoff im Vergleich zu anderen Energieträgern immer teurer sein. Ein stark sozial geprägter Markt wie der Wärmemarkt ist dafür eher ungeeignet. Denkbar sind lokale Lösungen, bei denen ein Überangebot an Ökostrom zur Wasserstofferzeugung genutzt wird und der Wasserstoff über die bestehenden Verteilnetze der Wärmeerzeugung zugeführt werden kann.

Vorteil: Nutzung vorhandener Infrastruktur
Nachteile: hoher Preis; derzeit keine Verfügbarkeit (auch in Zukunft offen)

08.03.2023, haufe.de

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