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Abschied von der normalen Heizung

Im Gebäudebereich ist es möglich, die Öl- und Gas-Heizung zu ersetzen und komplett auf Erneuerbare Energien umzustellen

Bausteine einer nachhaltigen Wärmeversorgung.

Konzept einer rein solarthermischen Wärmeversorgung mit saisonalem Kombi-Wärmespeicher.

PV-Wärmepumpensystem mit Batteriespeicher.

Vergleich der Brennstoffkosten verschiedener Heizungsarten je kWh Heizwärme.

 

Will die Menschscheit die schlimmsten Folgen des Klimawandels noch verhindern, muss bis spätestens Mitte dieses Jahrhunderts die Energieversorgung ganz ohne Erdöl, Erdgas und Kohle auskommen. Die dafür notwendigen Techniken sind bereits heute bekannt.

Im Dezember 2015 haben sich 195 Länder in Paris darauf geeinigt, den weltweiten Temperaturanstieg auf max. 2°C bis zum Ende dieses Jahrhunderts zu begrenzen. Das zu erreichen, ist eine Herkulesaufgabe. Die Kohlendioxidemissionen (CO2) müssen dazu bereits zwischen 2040 und 2050 auf null zurückgefahren werden.

Klimaneutrale Stromversorgung
Mehr als ein Viertel unseres Stroms wird inzwischen klimaverträglich mit Erneuerbaren Energien erzeugt. Solar- und Windstrom sind inzwischen in vielen Bereichen auch ohne Förderung konkurrenzfähig. Ein weiterer schneller Ausbau würde darum kos­tenmäßig nicht mehr besonders stark ins Gewicht fallen.

Es geht auch ohne Öl- und Gaskessel
Für einen wirklichen Erfolg der Energiewende dürfen bei der Heizungsmodernisierung und im Neubau nur noch klimaneutrale Systeme mit Erneuerbaren Energien eingesetzt werden. Hier könnte man sich ein Beispiel an Dänemark nehmen. Dort wurde in vielen Gebieten die Installation von öl- und gasbefeuerten Heizsystemen in Neubauten verboten.
Ein weiterer wesentlicher Schritt ist eine optimale Gebäudedämmung. Wichtig ist dabei, dass Dämmmaßnahmen nicht nur auf die Fassade begrenzt, sondern die gesamte Gebäudehülle und die Fenster in die Maßnahme mit einbezogen werden. Eine kontrollierte Be- und Entlüftung kann die Wärmeverluste weiter reduzieren und vor allem den Wohnkomfort deutlich erhöhen.
Wer auf ein klimaneutrales Heizungssystem setzen möchte, hat die Wahl zwischen verschiedenen Möglichkeiten. Neben Biomasseheizungen wie Pellet- und Hackschnitzelkessel, Solarthermie- und Geothermiesystemen stehen Wärmepumpen, Brennstoffzellen und BHKWs zur Auswahl. Wichtig ist bei Letzteren, dass der benötigte Brennstoff oder Strom ebenfalls kohlendioxidfrei aus Erneuerbaren Energieanlagen gewonnen wird.
Biomasseheizungen sind eine Alternative zu konventionellen Öl- und Gasheizungen. Wird die Biomasse nachhaltig gewonnen, ist deren Nutzung kohlendioxidneutral. Beim Wachsen bindet sie genauso viel Kohlendioxid wie bei deren Verbrennung wieder frei wird. Moderne Holzpelletheizungen bieten dabei den gleichen Komfort wie ein Gas- oder Ölkessel.
Die saisonale Wärmespeicherung ist bei der Biomasse, anders als bei der Solarthermie, keine große Herausforderung, da diese über den Brennstoff erfolgt. Ein Pufferspeicher ist nur für einen gleichmäßigeren Betrieb der Holzheizung erforderlich. Die in Deutschland theoretisch gewinnbaren Biomassebrennstoffe reichen allerdings nicht aus, um alle fossilen Heizungen zu ersetzen. Im Vergleich zu Gasheizungen ist die Zahl der jährlich installierten Pelletheizungen aber immer noch recht überschaubar. Langfristig kann die Biomasse allerdings nur den Wärmebedarf eines kleineren Teils der Häuser decken.
Technisch kann es sogar gelingen, Wohnhäuser zu 100% mit Solarthermie zu beheizen. Einige positive Beispiele wurden dazu in den letzten Jahren bereits realisiert. Dies kann gelingen, indem in einen optimal gedämmten Neubau ein großer Wärmespeicher integriert wird. Dieser lässt sich dann im Sommer über das Solarthermiesystem aufheizen und kann die Heizwärme für den Winter zur Verfügung stellen. Dies gelingt nicht nur im Einfamilienhausbereich, sondern auch bei Mehrfamilienhäusern. Der große Reiz dieser Konzepte ist die absolute Unabhängigkeit von Kapriolen im Brennstoffbereich. Denn über die Lebensdauer der Solarthermieanlage fallen keine Brennstoff­kos­ten mehr an.

Photovoltaik und Wärmepumpe
Der Wunsch der Kunden nach mehr Unabhängigkeit erstreckt sich neben dem Wärmebereich auch auf den Strombereich. Hier kann die Photovoltaik ihre Stärken ausspielen. Die Kosten für selbst erzeugten Solarstrom sind in den letzten Jahren deutlich unter den Haushaltsstrompreis gefallen.
Da die Photovoltaik über das gesamte Jahr stabile Wirkungsgrade aufweisen kann, verschwinden die Vorteile der Solarthermie. Aufgrund der niedrigeren Kosten werden Photovoltaikmodule zumindest in Mitteleuropa Solarthermiekollektoren zunehmend verdrängen. Damit wird die Photovoltaik neben der Stromerzeugung auch verstärkt im Wärmebereich Einzug halten. Der Solarstrom kann dabei über einen Heizstab direkt Wärme erzeugen oder über eine Wärmepumpe noch effizienter genutzt werden. Der Hauptvorteil der Kombination einer Wärmepumpe mit einem Photovoltaiksystem ist die langfristige Stabilisierung der Heizkosten durch das Photovoltaiksystem.
Zwar gelingt es bei Wärmepumpensystemen in der Regel nicht, den gesamten Strom zeitgleich durch die Photovoltaikanlage bereitzustellen. In einem optimal gedämmten Gebäude kann ein Photovoltaiksystem in Kombination mit einer Wärmepumpe und einem 500-l-Speicher aber bis zu 70% des Wärmebedarfs decken. In diesem Fall liegen die Brennstoffkosten eines PV-Wärmepumpen-Systems unter denen einer Gas- oder Ölheizung, selbst wenn man die stark gefallenen Ölpreise der letzten Zeit berücksichtigt.
Ein Batteriespeicher kann die Unabhängigkeit weiter erhöhen. Kritiker von Wärmepumpenheizungen mahnen, dass bei einem stark steigenden Einsatz von Wärmepumpen auch der Strombedarf im Winter deutlich zunehmen wird, wenn nicht ausreichend Solarstrom zur Verfügung steht. Werden jedoch im gleichen Maße Wärmepumpenheizungen und wärmegeführte Blockheizkraftwerke (BHKW) in Deutschland zugebaut, kann der Mehrbedarf an elektrischem Strom durch den in Heizperioden zusätzlich eingespeisten Strom der BHKWs gedeckt werden. Dient Erdgas als Brennstoff des BHKWs, entsteht allerdings auch das Treibhausgas Kohlendioxid. Mittelfristig ließe sich das Erdgas durch erneuerbares Methan ersetzen, das aus Überschussstrom von Windkraft- und Photovoltaikanlagen gewonnen wird.

Wärme und Strom mit Kraft-Wärme-Kopplung
Brennstoffzellen sind eine moderne Art der Kraft-Wärme-Kopplung. Hier wird der Strom nicht über einen durch eine Wärmekraftmaschine angetriebenen elektrischen Generator erzeugt, sondern direkt aus dem Brennstoff. Als Brennstoffe kommen Wasserstoff, Erdgas oder Methanol infrage. Meist arbeiten sie mit Erdgas. Aus Sicht des Klimaschutzes schneiden sie damit aber nicht besser ab als konventionelle BHKWs.
Einige Hersteller arbeiten derzeit an Systemen, die dezentral mit regenerativem Strom über eine Elektrolyse Wasserstoff herstellen und saisonal speichern. Wird dieser dann in einer Brennstoffzelle genutzt, stellt sie Strom und Wärme klimaneutral zur Verfügung. Wenn solche Systeme einmal mit hoher Verfügbarkeit arbeiten, wäre sogar eine vollständige Autarkie möglich und es ließe sich damit komplett auf den Gas- und Strom­anschluss verzichten.
Wird eine Photovoltaikanlage mit einem BHKW gekoppelt, lässt sich bei der Stromversorgung ebenfalls eine vollständige Autarkie erreichen. Erste Häuser, die komplett auf den Netzanschluss verzichten, wurden in Deutschland bereits errichtet.

Schlussbemerkung
Alle Bürger haben zahlreiche Möglichkeiten selbst in der Hand, einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Jeder kann selbst Motor einer nachhaltigen Entwicklung werden, und diese Chance sollte er nutzen.

 


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