Erneuerbare Wärme für Ihr Zuhause

Um Wärmeenergie zu erzeugen, gibt es verschiedene Möglichkeiten: Am einfachsten ist es, wie bei konventionellen Heizungen, etwas mit einem möglichst hohen Energiegehalt zu verbrennen. Der Nachteil bei Verbrennungen ist, dass die Brennstoffe danach nicht mehr weiter nutzbar sind.

Betrachtet man die gängigsten Rohstoffe, die zum Heizen genutzt werden, wird deutlich, dass sie alle eine Eigenschaft teilen: Kohle, Erdgas oder Erdöl sind alle sind nur in endlicher Menge auf unserem Planeten vorhanden.

Die fossilen Brennstoffe werden über kurz oder lang also aufgebraucht sein. Anders sieht es bei einem Brennstoff wie Holz aus. Dieses wächst nach und steht dadurch nahezu unbegrenzt zur Verfügung - es ist erneuerbar. Dennoch setzt die Verbrennung für den Moment Schadstoffe wie Kohlenstoffdioxid frei. Man spricht hier trotzdem von grüner Energie, weil der dafür ursprünglich gewachsene Baum bereits zu Lebzeiten eine große Menge von Kohlenstoffdioxid gebunden hat.

Heizungen, die nichts verbrennen, sondern ihre Wärmeenergie aus anderen Quellen wie zum Beispiel dem Erdreich ziehen, gehen noch einen Schritt weiter und lösen sich vollständig von Brennstoffen. Wird auf den Verbrennungsprozess komplett verzichtet, dann nutzt man nicht nur regenerative, sondern auch emissionsfreie Energie. Das ist sicherlich zukunftsfähiger, als wenn jedermann eine Holzheizung nutzen würde. In der folgenden Tabelle gibt es einen kleinen Überblick, welche Arten der erneuerbaren Wärme es gibt und wie sinnvoll ihre Nutzung ist.

Wärmepumpen nutzen die thermische Energie der Umgebung, um zu heizen. In der Luft, dem Grundwasser und dem Erdreich sind große Mengen Energie gespeichert, auch wenn das im Alltag vielleicht nicht so deutlich wird. Diese ist zudem nicht so leicht nutzbar, wie die in Brennstoffen gespeicherte Energie. Um die Energie trotzdem anzapfen zu können, nutzen Wärmepumpen sogenannte Wärmetauscher.

Ein Kreislauf, der je nach Typ, Luft oder Wasser führt, kommt mit der Energiequelle in Kontakt und nimmt einen Teil ihrer Energie auf. Während das im ersten Moment skurril klingen mag, findet sich mit dem Kühlschrank ein Gerät in fast jedem Haushalt, welches die gleiche Technologie nutzt, wobei hier die Funktion umgedreht wird, um zu kühlen.

Viele Wärmepumpen verfügen ebenfalls über diese Fähigkeit. Sie verdoppeln so ihren Nutzen als Heizung und Klimaanlage gleichermaßen: Im reversiblen Betrieb wird der Kältekreislauf umgekehrt, das Gebäude so aktiv gekühlt. Als erneuerbare Wärme gelten Wärmepumpen aufgrund der Nutzung einer nahezu unbegrenzten Energiequelle. Die in Luft, Wasser und Boden gespeicherte Energie entspringt zum einen der geothermischen Energie des Planeten, zum anderen handelt es sich um gespeicherte Sonnenenergie.

Zwar werden die Pumpen selbst mit Strom betrieben, durch ihre enorm hohe Effizienz sind sie aber selbst mit Kohlestrom eine ökologisch sinnvolle Alternative. Optimiert wird die Nutzung einer Wärmepumpe durch den Betrieb mit eigenen Photovoltaik-Anlagen und Stromspeichern. Eine auf diese Art betriebene Heizung ist klimaneutral und kann sogar dafür sorgen, dass ein Haus klimapositiv wird.

Holz ist wohl einer, wenn nicht DER erste Brennstoff, den die Menschheit genutzt hat. Mit der Nutzbarmachung anderer Rohstoffe sank dann die Wichtigkeit von Holz als Brennmaterial. Außerdem erkannte man schon vor langer Zeit, dass Holz nur eine begrenzte Ressource ist, wenn es in rauen Mengen gebraucht wird.

In den letzten Jahren hat sich dies wieder gewandelt. Moderne Holzheizungen haben wenig mit einem Lagerfeuer oder dem klassischen Kaminofen gemein und Wälder werden stetig aufgeforstet, sodass (zumindest in Deutschland) sogar mehr Holz nachwächst, als abgeholzt und verwertet wird.

Egal ob Pelletheizung, Holzschnitzelheizung oder Scheitholzvergaser - alle sind hocheffiziente technische Geräte. Die Pelletheizung verbrennt dabei extra für die Heizung produzierte Holzpellets, die aus Abfallholz gepresst werden. Diese sind besonders einfach zu nutzen und zu transportieren. Wie Öl lassen sie sich vor Ort im Heizungskeller lagern. Etwas gröber ist das Material bei der Hackschnitzelheizung. Sie wird vor allem in Gegenden eingesetzt, in denen viel Holzwirtschaft existiert und das Brennmaterial dort als Nebenprodukt entsteht. Die Lagerung erfordert mehr Platz als bei Pellets, weil die Schüttdichte von Holzpellets geringer ist.

Der Scheitholzvergaser arbeitet mit ganzen Holzscheiten und führt dabei eine zweistufige Verbrennung durch. Zuerst wird das Holz durch mangelnde Sauerstoffzufuhr unvollständig verbrannt, dadurch wird ein „Holzgas“ erzeugt. Dieses wird dann in einem zweiten Verbrennungsvorgang sehr heiß und nahezu rückstandslos verbrannt. Die Vorteile eines solchen Vorgangs liegen auf der Hand: Es werden weniger Schadstoffe in die Umwelt abgegeben, da kaum unvollständig verbrannte Rückstände bleiben. So erreicht der Holzvergaser einen hohen Wirkungsgrad in Kombination mit besonders niedrigen Emissionen.

Was die Holzheizungen zu einer der umweltfreundlichen Heizungen macht, ist die Tatsache, dass Holz ein nachwachsender Rohstoff ist. Zwar erzeugt auch Holzverbrennung Abgase und setzt CO2 frei, dieses wird aber in neu wachsenden Bäumen wieder gebunden. Trotzdem ist die Holzheizung kein Allheilmittel gegen den Klimawandel und kommt vor allem dort zum Einsatz, wo große Mengen an Heizenergie benötigt werden. So werden beispielsweise alte Bauernhäuser oder denkmalgeschützte Mehrfamilienhäuser mit dieser Technologie ausgestattet, wenn eine Dämmung aus verschiedensten Gründen nicht angebracht werden kann, darf oder soll.

Die Funktion einer Brennstoffzelle ist leicht zu verstehen: In einer Kammer wird in einem chemischen Prozess aus Wasserstoff und Sauerstoff Wasser gewonnen. Um diesen Prozess anzuregen, wird im Normalfall Erdgas genutzt.

Da es sich bei diesem Vorgang um eine exotherme Reaktion handelt, wird Energie freigesetzt, die sowohl als elektrischer Strom als auch als Wärme genutzt werden kann. Wie auch bei Photovoltaik-Anlagen kann der produzierte Strom verkauft und in das allgemeine Netz eingespeist werden.

Tatsächlich ist diese Technologie bereits sehr alt. Schon im neunzehnten Jahrhundert wurde sie entwickelt, war für die damalige Zeit aber zu kompliziert und ineffektiv im direkten Vergleich mit fossilen Rohstoffen. Erst für die Raumfahrt wurde ihr Nutzen neu entdeckt. Hier konnte die Brennstoffzelle mit ihrem hohen Output bei geringer Größe überzeugen. Heutzutage werden Brennstoffzellen auch in Autos und Häusern genutzt. Sie stellen komfortabel Wärme und Strom zur Verfügung.

Trotzdem benötigen sie für die chemische Reaktion immer noch Gas, sodass Brennstoffzellen zwar sehr effizient sind, gleichzeitig aber nicht wirklich grün. Zudem sind sie extrem teuer in der Anschaffung, was ihren ökonomischen Nutzen verringert. Trotzdem kann sich der Kauf im Einzelfall rentieren. Mittelfristig wird der Betrieb einer Brennstoffzelle günstiger sein als die Nutzung schwindender fossiler Brennstoffe. Gerade wenn viel Strom benötigt wird, ist eine Brennstoffzelle sehr lohnenswert!

Das Blockheizkraftwerk (BHKW) nutzt einen zugeführten Brennstoff, meistens Erdgas oder Biogas, um sowohl Strom als auch Wärme zu erzeugen. Dabei gewinnt die Anlage zwar nicht direkt elektrische Energie, dafür aber kinetische Energie (also Bewegung), die dann ihrerseits einen Generator antreibt, der Strom erzeugt.

Der Hauptnutzen des BHKW liegt dabei in der Wärmeerzeugung, der Strom ist eher ein Nebenprodukt. Das Verhältnis erzeugter Wärme zu erzeugtem Strom ist dabei so, dass es nicht sinnvoll möglich ist, den gesamten Strom und Wärmebedarf eines Hauses zu decken. Entweder wird man viel zu wenig Strom erzeugen, wenn die Anlage am Heizbedarf ausgerichtet wird oder aber viel zu viel Wärme, wenn der Strom in den Fokus rückt.

Sowohl Nahwärme als auch Fernwärme bezeichnen grundlegend das Gleiche. Anders als bei einer herkömmlichen Heizung oder einer Wärmepumpe wird die Wärmeenergie, die zum Heizen genutzt wird, nicht vor Ort beim Nutzer erzeugt, sondern an einem anderen nahen oder fernen Ort.

Der Nutzer ist an ein Wärmenetz angeschlossen und bekommt über dieses Wärme ins Haus geliefert. Meist wird hierfür Wasser durch Rohre in die Gebäude gepumpt.

Die Wärme kann die verschiedensten Quellen haben, etwa Abwärme eines Kohlekraftwerks oder Geothermie. Gerade bei Nahwärmenetzen werden häufig Blockheizkraftwerke (BHKW) genutzt, über die dann mehrere Gebäude oder sogar ein kleiner Ort versorgt werden. Der große Vorteil von Fernwärme ist, dass man sich um nichts kümmern muss und keine Heizung im Haus erforderlich ist. Einmal an das Netz angeschlossen, steht die Wärme jederzeit zur Verfügung.

Keine Heizung im Haus zu haben, heißt auch, dass diese nicht gewartet werden muss. Entsprechend spart man sich diesen Aufwand und die damit verbundenen Kosten. Ökonomisch rentiert sich Fernwärme aus gemeinsam genutzten BHKW meistens trotzdem nicht. Die Annehmlichkeit schlägt sich in deutlich höheren Heizkosten nieder. Günstiger ist es, Fernwärme aus Abwärme zu beziehen. Diese Möglichkeit existiert aber nicht überall. Sie findet sich vor allem in der näheren Umgebung von Kraftwerken, die ihre Abwärme zur Verfügung stellen. Ein Nachteil der Fernwärme ist allerdings die Bindung über Jahre an den Betreiber.

Rein aus technischer Sicht ist zu sagen: Die Wärmepumpe ist die beste Heizung, die wir aktuell zur Verfügung haben. Gerade wer eine Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzen kann, hat nicht nur regenerative, sondern auch extrem günstige Wärme zur Verfügung.

In der Anschaffung ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe ungeschlagen günstig, weswegen sie im Neubau die aktuelle Standardlösung ist. In Kombination mit Photovoltaik wird der Betrieb einer Wärmepumpe sogar vollständig emissionsfrei.

Das heißt aber nicht, dass man einfach losgehen und in jedes Haus eine Wärmepumpe einbauen sollte. Vielmehr ist darauf zu achten, welche Anforderungen an die Heizung gestellt werden. Gerade abseits von Einfamilienhäusern gewinnen Blockheizkraftwerke an Relevanz. Bei Gebäuden mit einem extrem großen Bedarf an Wärmeenergie (z. B. Schwimmbäder, Krankenhäuser, Hotels) sind sie eine sehr lohnende Anschaffung. Für den Privathaushalt lohnen sie sich hingegen nicht.

In Wohngebäuden sind vor allen anderen Dingen die Dämmung und die Größe des Hauses zu beachten. Wenn das Gebäude sehr gut gedämmt ist, vielleicht sogar Niedrigenergie-Standards erfüllt, kann definitiv über die Anschaffung einer Wärmepumpe nachgedacht werden. Das gilt vor allem für Neubauten, die diese Richtlinien nach aktuellen Bauvorschriften ohnehin erfüllen. Dank der staatlichen Förderung rechnen sich Wärmepumpen auch finanziell nach kurzer Zeit.

Ist dies nicht der Fall, so bietet sich eine der Holzheizungen an. Bei schlecht oder nicht gedämmten Häusern stoßen Wärmepumpen oft schnell an ihre Leistungsgrenzen, beziehungsweise sind leistungsstärkere Wärmepumpen irgendwann aus ökonomischer Sicht nicht mehr sinnvoll. Eventuell kann hier die Nutzung einer Hybridheizung sinnvoll sein, also die Kombination einer Wärmepumpe mit einer konventionellen Heizung, die immer dann einspringt, wenn die Wärmepumpe den Wärmebedarf allein nicht decken kann. Alternativ stellt die Holzheizung die gleiche Leistung wie eine Ölheizung zur Verfügung, ist aus ökologischer Sicht aber vielfach besser.

Quelle: © Achim Kimmich / youtube.com