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Umweltfreundlich heizen

« Erneuerbare Energien auf dem Prüfstand »

Im September 2019 zündete die Energiewende mit dem „Klimapaket 2030“ die nächste Raketenstufe: Ab 2026 ist der Einbau klassischer Ölheizungen untersagt, zudem soll das Genehmigungsverfahren für Gaskessel empfindlich verschärft werden. Das Heizungssystem der Zukunft muss daher nun zwingend umweltfreundlich daherkommen und erneuerbare Energien einbinden. Welche Schritte wurden auf dem Weg zu jenem Ziel schon erfolgreich abgeschlossen und welche gilt es in den nächsten Jahren in Angriff zu nehmen?

Das Leistungsprinzip wird zunehmend irrelevant

Hier gilt es zunächst festzuhalten, dass der Status quo noch immer recht unbefriedigend erscheint: Im Privatbereich verzeichnet das Heizungssystem bis heute regelmäßig den Löwenanteil der CO2-Emissionen. Mehr als die Hälfte der Haushalte setzt noch auf fossile Energieträger und droht damit die Klimaziele der Bundesregierung zu torpedieren. Der Beweggrund dafür ist so simpel wie problematisch: In Gas und Öl sind hohe Brennwerte gebunden. Daher erzielen sie beim Heizen die größte Leistungsdichte. Dass es in Zukunft in erster Linie darauf ankommen wird, möglichst umweltfreundlich zu heizen, ist schon vielerorts angekommen. Neue Technologien bedeuten neben neuen Chancen aber auch immer neue Risiken und meist auch höhere Kosten, sodass erneuerbare Energien zwar im Fokus der Bevölkerung, aber noch zu selten tatsächlich auf der Einkaufsliste stehen. Dabei wird ein umweltfreundliches Heizungssystem in der Regel mit staatlichen Fördermitteln bezuschusst und ist damit langfristig sogar günstiger als herkömmliche Anlagen. In Sachen Nachhaltigkeit sind erneuerbare Energien den fossilen Brennstoffen ohnehin deutlich überlegen.

Energieeffiziente Häuser mit Solarheizungen
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Die Kraft der Sonne

In diesem Punkt ragen Solaranlagen noch einmal deutlich aus der Masse heraus: Ihre Lebensdauer beträgt mindestens 20 Jahre, während der sie fast völlig emissionsfrei, also ausgesprochen umweltfreundlich arbeiten. Der Aspekt ist bei dieser Technik besonders wichtig, da dessen CO2-Bilanz in der Herstellung negativ ausfällt. So stammt ein Großteil der in Deutschland erhältlichen Solarmodule aus Kostengründen aus dem asiatischen Raum und dort vor allem aus chinesischen Betriebsstätten. Deren CO2-Ausstoß bewegte sich noch vor wenigen Jahren deutlich über dem europäischen Mittel, konnte inzwischen aber auch schon etwas eingedämmt werden. Dennoch muss eine Solaranlage zunächst ein paar Jahre Energie produzieren, bevor sie den CO2-Verbrauch der Produktion ausgeglichen hat. Der Zeitraum umfasst etwa drei Jahre, wenn die Solarzellen im Wesentlichen aus Silizium bestehen. Dieses Verfahren wurde lange Zeit bevorzugt, wird zuletzt aber zunehmend von Dünnschichtmodulen abgelöst, deren Energiebilanz bereits nach 18 Monaten ausgeglichen ist.

Funktionsweise eines Solarheizsystems
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Um damit ein möglichst umweltfreundliches Heizungssystem zu betreiben, sollte man auf klassische Heizkörper besser verzichten. Diese weisen eine hohe Vorlauftemperatur auf, wodurch dem Heizungssystem viel Energie entzogen wird. Schon im römischen Imperium wurden daher Flächenheizungen bevorzugt, mit denen sich begrenzte Ressourcen wesentlich effizienter nutzen lassen. Folglich verweist auch das Bundesumweltamt auf Fußbodenheizungen als Ideallösung, um umweltfreundlich und nachhaltig zu heizen.

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Abschließend kann die Photovoltaik-Technik noch einen erfreulichen Pluspunkt verzeichnen: Mit durchschnittlich 95 Prozent weist sie eine ungewöhnlich hohe Recycling-Quote auf. Selbst defekte Module sind daher keinesfalls wertlos und führen ihre Tätigkeit in wiederaufbereiteten Anlagen nahtlos fort.

Umweltfreundlich heizen – mit offenem Feuer?

Der nächste Kandidat kann da nicht ganz mithalten. Hierbei handelt es sich um den modernen Holz- oder Pelletofen, der vor allem im bayerischen Raum auf eine treue Fangemeinde bauen kann. So verzeichnet die Branche etwa 40 Prozent der Neubestellungen aus dieser Region. Zukunftsfähige Aussichten werden einer derartigen Heizungsanlage gerne abgesprochen, da sie keine positive Klimabilanz aufweist. Negativ ist sie allerdings auch nicht: Beim Heizen wird nur so viel CO2 freigesetzt, wie im Holz gespeichert ist. Verrottet das Material im Wald, vollzieht sich derselbe Prozess, nur sehr viel langsamer. Das Heizungssystem weist damit keine positive CO2-Bilanz auf, wird aber als klimaneutral eingestuft. Im Vergleich zu fossilen Brennstoffen lässt sich mit Holz und Pellets also immer noch recht umweltfreundlich heizen. So fällt hierbei auch der Transport kaum negativ ins Gewicht: Deutschland kann mit über 3,5 Mrd. Kubikmetern Holzvorräten europaweit auf die größten Reserven zurückgreifen. Zwischen Rohstoffquelle und Heizungsanlage ist somit mitunter ein Transportweg von nur wenigen Kilometern zu überbrücken.

Holzpellets
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Kritiker bemängeln dennoch, dass Heizen mit offenem Feuer keine große Zukunft beschieden werden kann. Schließlich werden bei unvollständigen Verbrennungsprozessen zahlreiche Schadstoffe, wie Ruß (Feinstaub) und Kohlenmonoxid freigesetzt. In modernen Öfen vollzieht sich der Vorgang jedoch ziemlich schadstoffarm, wenn der verwendete Brennstoff trocken gelagert wurde und über hohe Brennwerte verfügt. Dies trifft besonders auf Pelletöfen zu.

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In der Gesamtbetrachtung lässt sich mit Holz und Pellets also schon recht umweltfreundlich heizen, wenngleich es sich hierbei eher um eine Brückentechnologie handelt, die den Übergang von der klassischen Heizung zur CO2-freien Zielvorgabe schonend begleiten soll. Dabei werden insbesondere wasserführende Modelle als sehr umweltfreundlich eingestuft. Hierbei wird der Warmwasserkreislauf durch die Abwärme des Ofens erhitzt und erhöht dessen Wirkungsgrad somit erheblich. Schließlich lassen sich dadurch noch zusätzliche Heizkörper und sogar vollständige Fußbodenheizungen betreiben. Daher können für solche Modelle ebenso staatliche Förderungen beantragt werden, wie für hocheffiziente Wärmepumpen.

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Die Wärmepumpe – Ideallösung für Neubauprojekte

Hierbei müssen aber gleich wieder Einschränkungen in Kauf genommen werden, da der Staat dafür einen Wirkungsgrad von 400 Prozent verlangt. Das heißt, dass die Pumpe die vierfache Menge an Energie produzieren muss, die ihr zuvor durch elektrischen Strom zugeführt wurde. Der Überschuss speist sich aus der Umgebungsluft, dem Grundwasser oder aus geothermischen Quellen. Dabei verfehlt vor allem die erste Variante die staatlichen Zielvorgaben recht häufig. Wasser- und Erdwärmepumpen eignen sich aber ideal, um Niedrigenergiehäuser umweltfreundlich zu heizen. Aufgrund der niedrigen Vorlauftemperatur harmonieren sie hierbei sehr gut mit Fußbodenheizungen. In der Anschaffung präsentiert sich das Gesamtpaket damit aber schon etwas kostspieliger, sodass es sich nur in Neubauten innerhalb einer angemessenen Zeitspanne amortisiert. Aus umwelttechnischer Sicht ist zudem zu berücksichtigen, dass Wärmepumpen die Gebäude mittels invertierter Kühlkreisläufe heizen. Hierbei werden heutzutage häufig noch teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) als Kühlmittel eingesetzt, die der Sorte der Treibhausgase zugeordnet werden. Sie sind sehr kostspielig und müssen häufiger nachgefüllt werden, daher sollte schon aus wirtschaftlichen Überlegungen darauf geachtet werden, dass natürliche Kältemittel wie CO2 oder Propan verwendet werden.

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Die elektrische Heizung: Besser als ihr Ruf

Als nächstes steht ein System auf dem Prüfstand, dass landesweit als hochgradig ineffizient eingestuft wird. Nicht völlig zu Unrecht, da Strom eine veredelte Energiequelle darstellt, die auf dem Weg vom Kraftwerk zum Verbraucher hohe Transmissionsverluste erfährt, die bis zu 70 Prozent betragen können. Das ändert sich schlagartig, wenn man eine Photovoltaikanlage in die Gleichung einfügt: Der erzeugte Strom wird von der Heizung beinahe verlustfrei in Wärme umgewandelt. Das System kann damit zwar nicht mit den Werten der Wärmepumpe konkurrieren, punktet aber finanziell. So benötigt die elektrische Heizung im Prinzip nur einen herkömmlichen 230V-Anschluss und lässt sich daher äußerst kostengünstig in Bestandsbauten integrieren. Darüber hinaus steht die Wärme hier umgehend zur Verfügung. Fußbodenheizungen benötigen im Vergleich dazu lange Aufheizzeiten und verlieren aus baulich bedingten Notwendigkeiten auch immer etwas Wärmeenergie. Wer erneuerbare Energien und althergebrachte Methoden miteinander zu kombinieren weiß, muss demnach nicht zwingend schlechtere Ergebnisse in Kauf nehmen.

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Fußbodenheizungen und erneuerbare Energiequellen: Das Team der Zukunft

In der Gesamtbetrachtung sticht zunächst der Umstand ins Auge, dass die Tage der klassischen Heizkörper gezählt sind. Sie heizen die Gebäude nur punktuell und benötigen dafür reichlich Energie. Die angestrebten Klimaziele der Bundesregierung können hiermit unmöglich umgesetzt werden, sodass nun Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit den obersten Stellenwert eingenommen haben. Die erneuerbaren Energiequellen erfüllen die Voraussetzungen bereits heute, lassen sich aber nur unter sehr hohen finanziellen Belastungen in Bestandsbauten installieren. Übergangslösungen wie Holz- bzw. Pelletöfen oder elektrische Heizungen werden somit noch eine Weile ihren Dienst tun müssen. Langfristig sind jedoch Fußbodenheizungen, die von Solaranlagen oder Wärmepumpen angetrieben werden, der Schlüssel zur erfolgreichen Energiewende. Die Technologie ist noch nicht ganz ausgereift, hat aber auch noch bis 2050 Zeit, um alle Gebäude ausreichend und umweltfreundlich zu heizen. Schließlich strebt Berlin dieses Zieldatum an, um den Ausstoß aller Treibhausgase auf null zu reduzieren. Ob es sich aller Widerstände zum Trotz einhalten lässt, lässt sich noch nicht seriös einschätzen und steht somit in den Sternen. Die Grundvoraussetzungen sind jedoch gegeben und stimmen zuversichtlich.