Umweltfreundlich in der Zukunft heizen
Auch in Zukunft umweltfreundlich heizen: Ein großer Teil der in Deutschland benötigten Energie wird zum Heizen von Gebäuden und zur Bereitung von Warmwasser genutzt. Auch wenn der Anteil der erneuerbaren Energien stetig zunimmt, werden immer noch mehr als 70 Prozent davon durch fossile Brennstoffe erzeugt. Daher ist es nötig, gerade bei Neubauten über alternative Brennstoffe nachzudenken und diese zu nutzen.
Junge Familien bevorzugen das Eigenheim
Tibor und Katja sind ein junges Paar. Während sie als gelernte Diätassistentin auf Nachhaltigkeit und gesundes Leben achtet, hat er als Controller nicht nur beruflich sämtliche Zahlen im Blick. Noch wohnen sie in einer Mietwohnung mit dreieinhalb Zimmern. Weil Tibor seit der Pandemie öfter im Home-Office arbeitet, wurde nach der Geburt des zweiten Kindes der Platz recht eng.
Tibor und Katja wollen in ihr eigenes Haus ziehen. Es soll ein Effizienzhaus sein, da sind sich beide einig. Ein solches Haus braucht, dank der sehr guten und dichten Dämmung, relativ wenig Heizenergie im Winter und bleibt selbst in heißen Sommern lange kühl. Weil sie für ihre Kinder Spielgefährten im näheren Umfeld wünschen, wollen sie in der Nähe anderer junger Familien ziehen.
Umweltfreundlich und ökonomisch sinnvoll heizen
Die Heizung des Hauses soll möglichst umweltfreundlich, sicher und ökonomisch sinnvoll sein. Bevor sie ihre Entscheidung treffen, informiert sich Tibor umfassend über sämtliche Varianten. Er stellt fest, dass es von mehreren Faktoren abhängt, ob eine Heizung umweltfreundlich ist. Es kommt auf die verwendeten Rohstoffe – und die daraus resultierende Menge an CO2 und Feinstaub an. Auch die Effizienz spielt eine wesentliche Rolle: Je weniger Rohstoffe für die gleiche Wärmemenge benötigt werden, desto günstiger lässt sich die Heizung betreiben. Gleichzeitig fallen weniger Schadstoffe wie CO2 und Feinstaub an. Ein weiterer Faktor ist der energetische Zustand des Gebäudes. Tibor und Katja haben sich aus diesem Grund für ein gut gedämmtes Effizienzhaus entschieden.
Was ist CO2?
CO2 ist die chemische Formel für Kohlenstoffdioxid, ein Gas, das in der Atmosphäre vorkommt. Das Molekül besteht aus einem Teil Kohlenstoff und zwei Teilen Sauerstoff. Es ist farblos, nicht brennbar, geruchlos, ungiftig und in Wasser lösbar. Neben Stickstoff, Sauerstoff und den Edelgasen gehört CO2 zu den natürlichen Bestandteilen der Erdatmosphäre.
Obwohl der Anteil von CO2 in der Luft mit 0,038 Prozent verschwindend gering scheint, ist Kohlendioxid von großer Bedeutung. Das Gas absorbiert einen Teil der von der Erde an das Weltall abgegebene Wärme und strahlt diesen zurück zur Erdoberfläche. Ohne diesen sogenannten Treibhauseffekt könnten weder Flora noch Fauna im gemäßigten Klima gedeihen.
Kohlendioxid entsteht durch die Zellatmung vieler Lebewesen, wird aber auch bei der Verbrennung von organischen Stoffen wie Holz, Kohle, Gas oder Öl freigesetzt.
Sämtliche Grünpflanzen brauchen Kohlendioxid für ihre Photosynthese, eine chemische Reaktion, die mit Hilfe von Sonnenenergie Kohlendioxid in Glukose und Sauerstoff umwandelt. Pflanzen stellen somit einen natürlichen Speicher für Kohlendioxid dar. Mit Hilfe der Sonnenenergie speichern sie CO2, so dass es sich – ähnlich wie Wasser – in einem natürlichen Kreislauf befindet. Die Verbrennung von fossilen Energieträgern wie Kohle, Erdöl oder Erdgas setzt dagegen zusätzliches Kohlendioxid frei. Damit steigt der CO2-Gehalt der Atmosphäre an.
Was ist Feinstaub?
Ist der Staub so fein, dass er nicht sofort auf den Boden sinkt, sondern eine Weile in der Luft schwebt, wird er als Schweb- oder Feinstaub bezeichnet. Feinstaub kann aus natürlichen Quellen wie Wüstenstaub, Vulkanausbruch, Waldbrände, oder Pflanzensporen entstehen. Allerdings verursachen Straßenverkehr, Landwirtschaft, Industrie und Handwerk ebenso Feinstaub wie die unentbehrlichen Heizungen oder Kohlekraftwerke.
Weil Feinstaub kleiner als zehn Mikrometer ist, kann er tief in die menschlichen Atemwege eindringen. Zum Vergleich: Zehn nebeneinander gelegte Feinstaubkörnchen von zehn Mikrometern ergeben die Dicke eines menschlichen Haares. Je feiner die Teilchen sind, desto tiefer gelangen sie in die Lunge, gehen ins Blut über und können sogar die Organe belasten. Ist der Feinstaub zusätzlich mit Schwermetallen, Aluminium oder anderen krebserregende und damit gefährlichen Stoffen kontaminiert, oder besteht selbst aus solchen Verbindungen, kann sich das negativ auf die Gesundheit der Menschen auswirken. Entzündungen der Atemwege, Thrombosen oder Lungenkrebs sind einige der möglichen Folgen. Bei manchen Stoffen reicht eine kurzzeitige Belastung für eine Gefährdung aus. Sind Menschen jedoch dauerhaft einer hohen Feinstaubkonzentration ausgesetzt, sind gesundheitliche Folgen geradezu unausweichlich.
Erneuerbare Energien gelten als freundlich zur Umwelt
Eisberge und Gletscher schmelzen, Stürme und andere Katastrophen werden heftiger. Überschwemmungen wie die im Ahrtal verändern abrupt ganze Landschaften und zeigen den Menschen, dass die Natur mächtiger als sämtliche Technik sein kann.
Auch wer das Wort „Klimawandel“ weder hören mag, noch daran glaubt, kommt nicht umhin: Es ändert sich gerade vieles in Punkto Energie- und Wärmeerzeugung. Daran sind nicht nur die Gesetze in Brüssel schuld, sondern auch eine veränderte Einstellung von immer mehr Menschen zur Nutzung fossiler Brennstoffe. Das Verbrennen fossiler Energien – ganz egal, ob sie über den Motor das Auto antreiben oder ob daraus Strom produziert wird – setzt fossiles und damit zusätzliches Kohlendioxid frei. Die natürlichen Vorkommen von Öl, Gas und Kohle sind endlich, ganz gleiche wie tief gebohrt und aufwändig sie gefördert werden. Dazu kommt, dass nicht nur die Nutzung, sondern bereits der Abbau dieser Brennstoffe die Umwelt schädigt. Das gilt für die Gewinnung von Öl und Gas, aber auch besonders für den Abbau der klimaschädlichen Braunkohle.
Tibor und Katja sind sich einig: Ihre Heizung sollte so wenig fossiles Kohlendioxid und Feinstaub verursachen, wie möglich. Sie wollen darauf achten, dass für ihre Heizung weder Kohle, Öl oder Gas zur Wärme-, aber auch nicht zur Stromerzeugung genutzt werden. Holz ist dagegen ein nachhaltiger Energielieferant. Es wächst in Deutschland mehr Holz, als aus den Wäldern entnommen wird. In der gesamten Wachstumsphase binden die Bäume das klimaschädliche Kohlendioxid. Freigesetzt wird es erst wieder bei der thermischen Nutzung oder durchs Verrotten im Wald.
Ein Vergleich der einzelnen Heizsysteme
Anhand der oben genannten Faktoren vergleicht Tibor die einzelnen Heizsysteme Gas, Öl, Strom (Wärmepumpe oder Elektroheizung), Scheitholzheizung und Pelletheizung.
Gas- und Ölheizungen
Dank moderner Brennwerttechnik sind Gas- und Ölheizungen inzwischen hocheffizient und verfügen über einen Wirkungsgrad von fast 90 Prozent. Zur Wärmegewinnung werden selbst die Abgase genutzt. Noch umweltfreundlicher sind sie in Kombination mit einer Solaranlage. Da jedoch für den Betrieb von Gas- und Ölheizungen keine regenerativen Brennstoffe genutzt werden, kommt keines dieser Heizsysteme in Frage. Da sind sich Tibor und Katja einig.
Gut zu wissen: Ab 2026 ist der Einbau neuer Ölheizungen nur noch erlaubt, wenn es keine Alternative gibt.
Wärmepumpen
Wärmepumpen nutzen Wärme aus Erde, Wasser oder Luft zum Heizen. Allerdings benötigen die Wärmepumpen für ihren stetigen Betrieb Strom. Bei niedriger Außentemperatur ist im Winter mehr Strom erforderlich, als eine eventuell installierte Photovoltaikanlage erzeugen kann. Ebenso wirkt sich die Höhe der Vorlauftemperatur auf den Stromverbrauch aus.
Solarthermie
Die Sonnenenergie ist kostenlos. Soll sie zur Heizung genutzt werden, müssen möglichst viele Kollektoren auf dem Dach montiert werden. Da jedoch die Sonne im Winter weniger scheint, reicht Solarthermie alleine für die Heizung im Winter nicht aus.
Scheitholz- und Pelletheizung im Einfamilienhaus
Beide Heizsysteme sind komfortabel. Während jedoch bei einer Scheitholzheizung die einzelnen Scheite per Hand in die Brennkammer verfrachtet werden, kommen die Pellets per Schnecke oder Saugsystem ganz automatisch in den Ofen. Nur die Asche muss entsorgt werden.
Elektroheizung
Bei der Herstellung und dem Transport von elektrischem Strom geht viel Energie verloren. Das macht elektrisch betriebene Heizungen zu einem ungünstigen Heizsysteme, auch dann, wenn Infrarot- und Flächenspeicherheizungen effizient sind. Sie brauchen viel teuren Strom und kommen für Tibor und Katja nicht in Frage.
Einzelheiten versus Nahwärmenetz
Tibor recherchiert weiter und vergleicht dabei Einzelheizungen mit Nahwärmenetzen. Früher war es oft die Küche, die mit ihrem wärmenden Feuer als Mittelpunkt für die Familie diente. Wurden mehr Zimmer beheizt, stand in jedem ein einzelner Ofen, der entweder mit Holz, Kohle oder Öl befeuert wurde. Nach dem zweiten Weltkrieg sorgte der Wiederaufbau in den Städten für die Ausstattung der Häuser mit einer zentralen Heizung. Da gleichzeitig die Versorgung mit Öl und Gas einfacher wurde, verschwanden nach und nach die Kohleöfen.
Die erste Ölkrise der siebziger Jahre zeigte, dass es auch Alternativen zum Heizöl geben musste. Gleichzeitig geriet in den folgenden Jahrzehnten der Umweltschutz zunehmend ins Bewusstsein der Menschen. Immer effizientere Heizungsanlagen wurden von den Heizungsbauern entwickelt. Diese erzeugten mit deutlich weniger Brennstoffen die gleiche Wärmemenge.
Ein Nahwärmenetz mit einer zentralen Heizanlage kann kleinere Wohngebiete mit Wärme und Warmwasser versorgen. Für einen wirtschaftlichen Betrieb steht die Leistung einer solchen Anlage in Relation zur Anzahl der Abnehmer. Auch die Entfernung zwischen Heizzentrale und der Übergabestation in den einzelnen Häusern spielt eine Rolle: Liegt ein Haus zu weit außerhalb des eigentlichen Netzes, lohnt sich ein Anschluss nicht.
Ein Baugebiet mit Nahwärmenetz
Die Idee, ein Haus in einem Baugebiet mit Nahwärmenetz zu kaufen, begeistert das Paar. Im Gebäude selbst können sie die gesamte Fläche selbst nutzen und sparen alle Kosten, die mit der Installation einer eigenen Heizung anfallen. Das betrifft nicht nur die Heizung selbst, sondern auch Schornstein, Anschluss für Erdgas oder Raum für Heizkessel und Brennstoffe sowie die laufenden Kosten für Wartung und Schornsteinfeger.
Für Tibor und Katja ist ein Anschluss ans Nahwärmenetz einfach, komfortabel und umweltfreundlich zugleich. Sie brauchen sich weder um Wartung, noch um Brennstoffe zu kümmern. Da die Kosten für die Heizzentrale auf alle Anschlüsse verteilt werden, ist die finanzielle Belastung für das junge Paar überschaubar. Wird die Wärme in der Heizzentrale aus erneuerbaren Energien generiert, ist das Nahwärmenetz besonders umweltfreundlich und nachhaltig.
Die Nahwärmenetze
Zur Wärmeerzeugung und Versorgung der angeschlossenen Häuser können in Nahwärmenetze ganz unterschiedliche Brennstoffe genutzt werden:
Blockheizkraftwerke verbrennen in der Regel Gas und erzeugen Strom. Dieser wird genutzt oder in das Stromnetz gespeist, mit der Abwärme wird geheizt.
Nahwärmenetz als kaltes Netz: Das kalte Nahwärmenetz, auch Niedertemperaturnetz genannt, nutzt Temperaturunterschiede und generiert thermische Energie aus Luft, Erde oder Wasser. Die elektrisch betriebene Wärmepumpe wandelt die kalte Nahwärme in nutzbare Heizwärme. Der dabei zugrunde liegende technische Prozess lässt sich mit dem umgekehrten Kühlschrankeffekt vergleichen. Noch gibt es kaum belastbare Erfahrungswerte beim Betrieb kalter Nahwärmenetze. Fakt ist jedoch, dass sie besonders für den Betrieb im Winter mehr Strom benötigen. Zudem sind die Investitionskosten sehr hoch. Das ist für Tibor ausschlaggebend: Immerhin ist – auch dank hoher Grundstückspreise und gestiegener Baukosten – der Quadratmeterpreis für ein Haus relativ teuer.
Gut zu wissen:
Ob für Elektromobilität, Heizung oder andere elektrische Geräte: Wir brauchen immer mehr Strom. Eine Studie des Bundeswirtschaftsministeriums geht für 2030 von rund 650 Terawattstunden Jahresverbrauch aus. Ein Grund dafür sind die Klimaziele, der Ausbau der Elektromobilität und die zunehmende Anzahl an Wärmepumpen. Da Wind- und Solarenergie abhängig von Sonnenschein und Wind sind, muss ein Teil der Energie mit konventionellen Kraftwerken erzeugt werden. Zudem lässt der Netzausbau auf sich warten. So kann beispielsweise der an der Nordsee mittels Windkraft erzeugte Strom kaum bis Bayern transportiert werden. Wird im Netz mehr Strom verbraucht als erzeugt, kann der Stromversorger den Strom kontrolliert abschalten. Andernfalls lässt sich die Netzsicherheit nicht gewährleisten. Kommt es zu einer sogenannten Dunkelflaute, bei der weder Wind weht noch Sonne scheint, muss sämtlicher Strom konventionell erzeugt werden.
Heizzentrale mit Pelletheizung
Besonders für ländliche Regionen ist eine Heizzentrale mit modernen Pelletheizungen geradezu optimal. Holzpellets dienen als regenerative Energieträger, die umweltfreundlich auch in der Zukunft heizen. Da für die Herstellung der Pellets nur solches Holz verwendet wird, das in der Wald- und Landschaftspflege anfällt, ist der nachwachsende Rohstoff günstig, umweltfreundlich und zukunftsträchtig zugleich.
Die Fachleute vom Institut für Energie und Umwelt Heidelberg (Ifeu) und des Wuppertaler Instituts für Klima, Umwelt und Energie untersuchten das Verhältnis zwischen Dämmung und Heizungsart und betrachteten gleichzeitig, welcher Rohstoff für die Wärmeerzeugung sinnvoll in energieeffizienten und gut gedämmten Gebäuden eingesetzt werden kann. Sie stellten fest, dass mit der Technologie der zentralen Pelletheizung Effizienz und Erneuerbare Energien sinnvoll miteinander kombiniert werden.
Die Entscheidung für eine Heizzentrale mit Pelletheizung
Nach Abwägung aller Tatsachen steht für Tibor und Katja fest: Wird ihr Haus via Pelletheizung einer Heizzentrale mit Wärme versorgt, ist das optimal. Der Feinstaub wird mit modernsten Filteranlagen sicher abgefangen. In den Niederlanden, Dänemark und Großbritannien werden Holzpellets sogar in großen Kraftwerken zur Stromerzeugung eingesetzt. Mit den Holzpellets wird die Sonnenenergie auf besonders pfiffige Weise genutzt: Während des Wachstums speichert der Baum die Energie im Holz und nutzt dafür Kohlendioxid aus der Umgebung. Bei der Wärmeerzeugung wird daher nur so viel Kohlendioxid abgegeben, wie der Baum zuvor aufgenommen hat. Würden die Holzabfälle dagegen verrotten, entstünde ebenso viel CO2. Zudem wird für die Herstellung der Pellets kein Baum extra gefällt, lediglich Abfall und Späne aus Sägewerken werden genutzt.
Ein kaltes Nahwärmenetz überzeugt Tibor dagegen nicht: Ist es im Winter kalt, sinkt der Wirkungsgrad und es wird mehr Strom für die Heizung benötigt. Brummt vor jedem Haus die dabei jeweils benötigte Wärmepumpe, wird es im Wohngebiet lauter. Solange die Ventilatoren tagsüber vom Verkehrslärm und Umgebungsgeräuschen übertönt werden, mag es noch gehen. Wird es jedoch nachts ruhiger, hat das stetige Brummen schon zu etlichen Streitfällen in der Nachbarschaft geführt. Zudem ist eine Luft-Wärmepumpe bei kälteren Temperaturen deutlich ineffizienter: Bei minus sieben Grad wird für eine Kilowattstunde Wärme auch eine Kilowattstunde Strom benötigt.
Heizzentrale ist umweltfreundlich auch in der Zukunft
Matthias Fischer von der Naturwald-Akademie bestätigte, dass bei Heizungen in der Kombination von Solar-, Luft- oder Erdwärme hierzulande spätestens im Winter zusätzlicher Strom aus der Leitung benötigt wird. Je mehr Strom aus regenerativen volatilen Energien wie Wind und Sonne erzeugt wird, desto mehr müssen die Netzbetreiber das elektrische Netz aktiv steuern. Um eine Überlastung zu verhindern, werden beispielsweise Batterien von Elektrofahrzeugen nacheinander geladen. Nach §14a des EnWG ist sogar eine Rationierung des Stroms möglich. Droht Überlastung, können Energieversorger flexible Verbraucher wie Elektrofahrzeuge, Batterien, Wärmepumpen oder Klimaanlagen bei Bedarf vom Strombezug ausschließen. Dann wird es kalt.
Mit der Wahl einer zentralen Holzpelletheizung sind Tibor und Katja sehr zufrieden. Sie wollen schließlich auch in Zukunft umweltfreundlich heizen. Schlussendlich macht es der Mix aus: Während bei einzelnen Häusern eine Wärmepumpe durchaus sinnvoll ist, werden Wohngebiete zuverlässig mit einer zentralen Holzpelletheizung mit Wärme versorgt.