Energieeffizienz, Erneuerbare Energien, dezentrale Stromerzeugung
Für eine effiziente Energienutzung im Eigenheim stellt neben Maßnahmen zur Gebäudedämmung vor allem die verwendete Heiztechnologie einen zentralen Baustein dar. Um ein schlüssiges und effizientes Heizungskonzeptes erfolgreich umsetzen zu können, sind äußere Rahmenbedingungen wie die individuellen Nutzungsgewohnheiten, der Wärmebedarf, das vorherrschende Klima, finanzielle Mittel sowie die örtlichen Gegebenheiten von entscheidender Bedeutung. Für einen ebenso effizienten und wirtschaftlichen Betrieb der Heizung gilt es zu beachten, dass ein Großteil der Heizwärme in den Wintermonaten anfällt.
Im Jahr 2020 wurde etwa 14 % der Haushaltsenergie in Deutschland für die Warmwasserbereitung genutzt. Anders als bei der Heizwärme liegt der Warmwasserbedarf über das ganze Jahr verteilt auf einem recht ähnlichen Niveau. Während die Wassererwärmung insbesondere in den Wintermonaten häufig durch den Betrieb der Heizung mit erfolgen kann, gibt es Technologien, die ausschließlich der Trinkwassererwärmung dienen. Grundsätzlich kann man zwischen zentraler und dezentraler Warmwasserbereitung unterscheiden. Während bei der dezentralen Erwärmung mittels Durchlauferhitzer oder Boiler im jeweiligen Raum lediglich Gas bzw. Strom als Energieträger in Frage kommen, lassen sich beim zentralen Erwärmen von Wasser weitere Energieformen und Technologien unter Einsatz Erneuerbarer Energien nutzen.
Erst durch den richtigen Technologie-Mix von Heizung und Warmwasserbereitung wird die Energie im Haus effizient genutzt und verteilt. Es existieren Heizsysteme, welche eine besondere Synergie besitzen oder optional um weitere Elemente ergänzt und somit umweltfreundlicher gestaltet werden können (z. B. durch Ergänzung von Photovoltaik (PV) oder Solarthermie). Der PV-Strom kann beispielsweise mit einer Trinkwasserwärmepumpe optimal genutzt werden, um eine umweltfreundliche Warmwasserbereitung zu ermöglichen. In Kombination mit einer Gasheizung ist eine Solarthermieanlage mit Heizungsunterstützung eine einfache und zuverlässige Quelle Erneuerbarer Energie. Bei der Auswahl der zu verwendenden Technologien sollten außerdem die Bedingungen vor Ort mit einbezogen und die Möglichkeiten für z. B. Fernwärme oder Geothermie berücksichtigt werden.
Auch elektrische Wärmepumpen und Gaswärmepumpen stellen einen wichtigen Baustein zum Beheizen von Gebäuden dar. Wärmepumpen machen die überall leicht verfügbare Umweltwärme für die Gebäudeheizung nutzbar, indem sie ein tiefgekühltes Kältemittel zur Erwärmung durch Luft, Wasser oder Erdreich führen. Danach wird das Kältemittel durch Verdichtung auf die im Heizungsvorlauf erforderliche Temperatur gebracht.
Insgesamt sind die Qualität und die Verfügbarkeit von Umweltwärme sowie die erforderliche Temperaturreduzierung des zu verdampfenden Kältemittels die größten Einflussfaktoren für die Effizienz von Wärmepumpen. Hier liegen Stärken und Schwächen der elektrischen und gasbetriebenen Systeme.
Eine Pelletheizung bietet die Möglichkeit, die Beheizung und Warmwassererzeugung nachhaltig und zu vergleichsweise niedrigen Betriebskosten mit einem nachwachsenden Rohstoff zu betreiben. Ein weiterer Vorteil von Pelletheizungen liegt im Vergleich zu anderen Biomasseheizungen im weitgehend automatisierten Betrieb. Durch die genormten, verdichteten Holzpresslinge kann eine platzsparende Lagerung erfolgen, so dass es in der Regel ausreicht, die Vorräte einmal jährlich aufzufüllen sowie die Asche gelegentlich zu beseitigen.
Für einen effizienten Betrieb ist es außerdem empfehlenswert einen Pufferspeicher zu installieren, um die Pelletheizung vom Wärmeverbrauch zu entkoppeln. So kann ein optimaler Leistungsbereich gewährleistet werden.
In einem Blockheizkraftwerk (BHKW) oder in einer Brennstoffzelle (BZ) werden Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt. Zum Antrieb eines Stromgenerators werden in Motor-BHKWs gasförmige oder flüssige Brennstoffe eingesetzt, die anfallende Wärme wird über einen Wärmespeicher in den Heizkreislauf eingebracht. BHKW werden in der Regel wärmegeführt betrieben.
In Brennstoffzellen werden Strom und Wärme in einem elektrochemischen Verfahren erzeugt. Allen KWK-Verfahren ist gemein, dass hohe Gesamtwirkungsgrade von bis zu 95 % erreicht werden.
Während BHKWs bei der Leistung nach oben hin fast beliebig skalierbar sind, bieten einige Hersteller auch Mini-BHKWs im Bereich von 2 - 20 kWel an. Für die Beheizung eines Einfamilienhauses sind Brennstoffzellen (< 2 kWel) mit eingebauter Brennwert-Therme bestens geeignet.
Durch den Brennwerteffekt kann der Wirkungsgrad im Vergleich zu einem Niedertemperaturkessel um bis zu 15 Prozent angehoben werden. Die gute Regelbarkeit heutiger Matrixbrenner und die sensorische Überwachung führen zu einem hohen sicherheitstechnischen Standard und zu einem minimierten Gasverbrauch. Durch eine neue Gasbrennwerttherme können gegenüber einer alten Ölheizung bis zu 35 Prozent an Energiekosten eingespart werden.
Bei der Sanierung kann die neue Gasheizung in den Vorlauftemperaturen auch problemlos an vorhandene Leitungen und Radiatoren angeschlossen werden, wenngleich eine Prüfung auf sparsamere Flächenheizungen empfehlenswert ist.
Als Maßstab für die Energieeffizienz eines Gebäudes gilt der KfW-Effizienzhaus-Standard (s. Grafik). Dabei gilt: Je kleiner der Wert, desto geringer ist auch der spezifische Energieverbrauch der Immobilie und umso höher ist in der Regel auch die Förderung.
Seitens der KfW gibt es im Rahmen der Baufinanzierung in verschiedenen Programmen die Möglichkeit, einen zinsgünstigen Kredit oder einen Zuschuss zu erhalten. Die wichtigsten Programme im Rahmen von Neubau- und Sanierungsmaßnahmen sind:
Auch wenn keine Förderung eines Blockheizkraftwerkes (BHKW) als Einzelmaßnahme durch die KfW möglich ist: Durch den BHKW-Einsatz im Maßnahmenpaket lassen sich die Primärenergiefaktoren kosteneffizient verringern und somit höhere Förderstandards, wie z. B. KfW-Effizienzhaus 55 und 40, erreichen. Die Förderungen der KfW sind grundsätzlich mit einer Investitionsförderung des Brennstoffzellenprogramms KfW 433 kumulierbar.
Die ehemals durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) festgelegten Standards (Referenzhaus der EnEV 2014 bzw. 2016) werden seit November 2020 durch das Gebäudeenergiegesetz (GEG) geregelt.
Im November 2020 hat die Bundesregierung das Gebäudeenergiegesetz (GEG) in Kraft gesetzt. Das Gesetz führt die bisherigen Regelungen der Energieeinsparverordnung (EnEV), des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG) und des Energieeinsparungsgesetzes (EnEG) zusammen. Seit dem 1. November 2020 müssen Bauvorhaben nun die Anforderungen des neuen Gesetzes erfüllen.
Die Bestimmungen des GEG richten sich in erster Linie an Neubauten. Das mit Abstand größte Potenzial zur Energieeinsparung bietet jedoch der Gebäudebestand. Deshalb gibt das GEG auch hier einige Regeln vor.
Ausführliche Infos zum GEG finden Sie unter [neuen Link einsetzen].
Bei einem Neubau kann von einem geringen Wärmebedarf bei niedrigen Vorlauftemperaturen ausgegangen werden. Daher sind grundsätzlich alle Heiztechnologien, ob BHKW, Gasbrennwertgerät, Pelletheizung, Wärmepumpe oder auch eine vollständige Versorgung mit Erneuerbaren Energien mit Solarthermie und Photovoltaik möglich. Der Einsatz von Erdgas kann in einem Gasbrennwertkessel, in einer Gaswärmepumpe oder einer kleinen KWK-Anlage (Brennstoffzelle) erfolgen. Im Neubau bieten Gasbrennwertthermen durch ihren günstigen Betrieb und die Spitzenlastfähigkeit hervorragende Optionen für die Einbindung anderer erneuerbarer Energieformen.
Darüber hinaus leisten Brennstoffzellen beispielsweise durch ihre eigene Stromerzeugung bei hohem Wirkungsgrad und gleichzeitiger Nutzung der Wärme im Haus einen wertvollen Beitrag zur energetischen Bewertung des Hauses und wirken gleichzeitig entlastend auf das Stromnetz. In Kombination mit weiteren Effizienzelementen wie einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, Solarthermie oder einer PV-Anlage kann somit auch die Beheizung eines sog. Niedrigstenergiehauses (nearly zero-energy buildings, NZEB) mit Erdgas (oder Biomethan oder Wasserstoff) als Energieträger gelingen und sogar KfW-Effizienzhaus-Standard 40 erreicht werden.
Unterstützung und Informationen für Neubau und Modernisierung
Ist die Heizung defekt, muss möglichst schnell Ersatz her. Gut beraten ist, wer sich schon frühzeitig Gedanken macht, ob die Heizung repariert oder getauscht werden soll. Im Fall eines Tausches besteht im Altbau wie im Neubau die Chance, die heimische Heizung zu modernisieren und an heutige und zukünftige Effizienzstandards anzupassen. Doch die Entscheidung erscheint auf den ersten Blick häufig nicht einfach: Unterschiedliche Gebäude stellen unterschiedliche Anforderungen, das Budget ist oft knapp und verschiedene Brennstoffe stehen zur Auswahl.
Das Beratungsportal Kesselheld.de hat im Jahr 2019 verschiedene Bundesverbände, Vereine, Energieunternehmen und Heizungsbauer zusammengebracht und fachkundige Informationen sowie hilfreiche Tipps über die zur Auswahl stehenden Technologien und Verfahren gesammelt. Die ASUE hat durch Jürgen Kukuk und Leon Hagemann die Artikel zur Gasbrennwerttherme und zu KWK-Anlagen beigesteuert. Im Ergebnis ist ein vollständiger Band mit den wichtigsten Fakten zur Kaufentscheidung entstanden, der den Interessenten zum kostenlosen Download zur Verfügung gestellt wird.
In dem Artikel werden die Eigenschaften der Gasthermen und insbesondere der Brennwerteffekt erklärt, der den Wirkungsgrad der Gasheizungen um ca. 10 % anheben kann. Die gute Regelbarkeit heutiger Matrixbrenner und die sensorische Überwachung führen zu einem hohen, sicherheitstechnischen Standard und zu einem minimierten Gasverbrauch. So können durch eine neue Gasbrennwerttherme gegenüber einer alten Ölheizung bis zu 35 % an Energiekosten eingespart werden. Bei der Sanierung kann die neue Gasheizung in den Vorlauftemperaturen auch problemlos an vorhandene Leitungen und Radiatoren angeschlossen werden, wenngleich eine Prüfung auf sparsamere Flächenheizungen empfehlenswert ist.
Im Neubau bieten Gasbrennwertthermen durch ihren günstigen Betrieb und die Spitzenlastfähigkeit hervorragende Optionen für die Einbindung anderer Erneuerbarer Energieformen. So erfüllt ein kombiniertes System mit Solarthermie und Lüftungsanlage sämtliche Regeln aus EnEV und EEWärmeG ebenso wie eine Kombination aus Brennwertherme und solar angetriebener Trinkwasserwärmepumpe.
Die besonders effiziente Doppelnutzung des Brennstoffs zur Wärme- und Stromerzeugung eröffnet viele Nutzungskonzepte. So können Mikro-BHKW wegen der großen Wärmeproduktion vor allem im Altbau eingesetzt werden, während sich Heizungen mit Brennstoffzelle auch in sparsamen Neubauten anbieten. Bei der Stromproduktion bietet sich die Eigennutzung an, da der selbst produzierte Strom billiger ist, als die Entnahme aus dem Netz. Trotzdem wird überschüssiger Strom eingespeist und vergütet. Wird zum Betrieb der KWK-Anlagen Biomethan eingesetzt, so kann im Neubau sogar der Standard KfW-Effizienzhaus 40 Plus erreicht werden. Der langfristige Ersatz des Erdgases durch biogene und andere erneuerbare Gase ermöglicht den klimaneutralen Betrieb von stromerzeugenden Heizungen auch im dichten, städtischen Gebäudebestand.
