Heizen, aber wie?

Heizen, aber wie?

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Matthias Marx, Stand: 10/2015

Welche Heizung braucht mein Haus?

Welche Heizanlage ist die Richtige?

Welche Heizanlagenkombinationen sind sinnvoll?

Die fossilen Energieträger wie Gas, Öl und Kohle sind endlich und werden in Zukunft zu einem unbezahlbaren Luxusgut werden. Bereits heute geben wir durchschnittlich 10-20 % unseres zur Verfügung stehenden Einkommens für Heizzwecke in Gebäuden aus. Vor diesem Hintergrund wird eine der dringendsten Aufgaben der  Zukunft, die Steigerung der Energieeffizienz und Energieeinsparung in Gebäuden, sein. Entscheidend wird hierbei sein, wie viel Energie wir aus den uns zur Verfügung stehenden Energieressourcen gewinnen, wie wir diese verbrauchen und sinnvoll einsetzen bzw. einsparen und wie wir uns auf die künftigen Herausforderungen einstellen müssen.

Ständig steigende Energiepreise, gesetzliche Auflagen durch den Gesetzgeber, Reduzierung der CO2-Emmissionen oder notwendige energetische Instandsetzungen führen im Ergebnis dazu, dass Bestandsheizanlagen erneuert und in Neubauten neue Heizanlagen errichtet, werden. Wirft die Frage auf, welche Anlagen existieren gegenwärtig auf dem Markt, was kosten sie, mit welchen Unterhaltungskosten muss ich rechnen und welche Heizsysteme oder welche Kombinationen sind für mein Haus oder Gebäude sinnvoll.

Soll ich mit Erdöl, Gas, Holz oder elektrisch heizen? Oder soll komplett mit Sonnenenergie geheizt werden und geht das überhaupt? Wie effizient sind Wärmepumpen (WP) oder andere strombetriebene Heizungen wie Infrarotheizung und Nachtspeicher.

Diese Publikation listet die einzelnen zurzeit gängigen Systeme auf, beschreibt kurz die Funktion und stellt Vor- und Nachteile inkl. Kosten gegenüber.

Folgende Heizanlagen bzw. Systeme werden beschrieben, wobei die Liste keinen Anspruch auf Vollständigkeit hat:

  • Einzelöfen
  • Konstantkessel
  • Niedertemperaturkessel
  • Brennwertkessel
  • Pelletskessel
  • Wärmepumpe
  • Nachtspeicheröfen
  • Infrarotheizung
  • Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung (WRG)
  • Blockheizkraftwerk (BHKW)
  • Solarthermische Anlagen
  • Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen)
  • Wärmecontracting
  • Wasserstoff
  • Brennzelle

Geschichte des Heizens

Für die meisten Menschen – insbesondere in den Industrieländern – ist es heute selbstverständlich, selbst bei kalten Wintertagen und kaltem Außenklima im Gebäudeinnern gemütliche 20 Grad oder mehr vorzufinden und sich rundherum - bei angenehmen Innentemperaturen - wohl zu fühlen. Aber das war nicht immer so.

Am Anfang war das Feuer. Das diente zur Lichtquelle, Kochstelle und Heizung.

Aber bereits im ersten Jahrhundert vor Christus haben die Römer mit Warmluftheizungen von unten den Fußboden geheizt und so komfortabel Ihre Badehäuser – sogenannten Thermen – beheizt. Ebenso wurden dann später auch einzelne Räume und Villen der Befehlshaber beheizt.

Dies geschah zunächst in separaten Heizräumen außerhalb der eigentlichen Gebäude mit Holz, Holzkohle und später rein nur mit Kohle.

Etwas später wurden dann durch Einzelfeuerstellen nur die Räumlichkeiten geheizt die zum Aufenthalt notwendig waren. Irgendwann im 15. Jahrhundert wurden diese Art der Beheizung dann durch Einzelöfen in Form von Kachel- und Eisenöfen in den einzelnen Zimmern ersetzt

Im 17. Jahrhundert wurde dann die erste zentrale Warmwasserheizung entwickelt.

Technik erreichte das Volk dann im späten 19. Jahrhundert und hält überwiegend bis heute den Stand der Technik in unseren Gebäuden.

Einzelöfen

Einzelöfen sind Kessel, wie schon der Name vermuten lässt, die als Einzelstück in jedem zu beheizenden Raum stehen um dort für die notwendige Wärme zu sorgen. Sie werden in der Regel mit Holz, Kohle, Heizöl, Gas oder Strom befeuert und sind an keine zentrale Versorgung angeschlossen. Der Nutzer ist für die Bedienung und die richtige Funktion selbst verantwortlich und muss für die regelmäßige Beschaffung und ggf. Einlagerung des Brennstoffs selbst sorgen. Einzelöfen sind heute nur noch selten anzutreffen, außer sie werden aus ästhetischen Gründen wie offene Kamine oder Kachelöfen etc. genutzt.

Moderne Einzelöfen (offene Kamine, Kachelofen, Holzofen etc.) lassen sich heute intelligent in das Heizungssystem in Verbindung einer entsprechenden Regelungstechnik mit einbinden.

Vorteile Nachteile Kosten in EUR für Neuerrichtung/Ersatz
  • visuelle Schönheit
  • Strahlungswärme im betroffenen Zimmer
  • schönes Möbelaccessoire
  • in der Regel regenerative Energieträger
  • hohe Bereitstellungsverluste
  • hohe Investitionskosten
  • zusätzliches Kamin
  • zusätzliche Schornsteinfegerkosten
  • zusätzlich Unterhaltungskosten
  • ggf. Pufferspeicher notwendig
  • hoher Platzbedarf
  • geringe Wärmeausbeute
  1. > 5.000 EUR für Kessel1
  2. > 1.800 EUR für Kamin
  3. > 1.000 EUR Anlagentechnik2

1ggf. Zuschüsse beachten
2Bei Einbindung in das Gesamtsystem

Konstantkessel

Der Konstantheizkessel, welcher in Deutschland am Markt kaum noch vertreten ist, wird mit konstanter Kesseltemperatur – min. 70°C bis 80°C - betrieben und hat demzufolge einen vergleichsweise hohen Abgas- und Anlageverlust. Die wenigen die ggf. noch in Betrieb sind sollten/müssen entsprechend ausgetauscht werden. (ggf. Übergangsfristen beachten) Insofern  ist eine weitere Betrachtung entbehrlich.

Niedertemperaturkessel

Diesem Umstand – der konstanten Kesseltemperatur - wird beim Niedertemperaturkessel (NT-Kessel) durch eine gleitende Kesselwassertemperatur abgeholfen. Seit den 80er Jahren sind NT-Kessel auf dem Markt erhältlich und zählen auch heute noch größtenteils zu den Standard-Heizkesseln. NT-Kessel kann im Betrieb bis zu einer vom Hersteller festgelegten unteren Temperaturgrenze abgesenkt und somit je nach Außentemperatur eine gleitende Betriebsweise – zwischen 30°C und 75°C - ermöglicht werden.  Beim NT-Kessel verlassen die Abgase den Schornstein mit einer recht hohen Temperatur - > 140 Grad – weit oberhalb des Wasserdampftaupunkts.

Vorteile Nachteile Kosten in EUR für Neuerrichtung/Ersatz
  • günstiger Anschaffungspreis
  • einfache Konstruktion
  • einfache Regelung
  • einfache Installation möglich
  • hohe Anlagen- und Abgasverluste
  • hohe Bereitstellungsverluste
  • geringer thermischer Wirkungsgrad
  • fossile Energieträger
  1. < 3.500 EUR für Kessel1

1 bei einem EFH 120-140 qm

Brennwertkessel

Den momentanen Kumulationspunkt der Entwicklung der Kesseltechnik stellen Brennwertkessel dar, da bei Ihnen die im Brennstoff gebundene Energie bei sehr hohen Wirkungsgraden in Wärme umgewandelt wird.

Das Grundprinzip beruht auf einer Abkühlung der heißen Verbrennungsgase unter den Taupunkt und der damit verbundenen Ausnutzung der Kondensationsenthalpie (Verdampfungswärme/Verdampfungsenergie) des bei der Verbrennungsreaktion entstehenden Wasserdampfes. Grundvoraussetzung, dass Brennwerttechnik überhaupt stattfindet, ist somit, dass der enthaltene Wasserdampf in den Abgasen kondensiert. Hierzu ist zwingend eine „kalte“ Rücklauftemperatur innerhalb der Heizanlage notwendig, da mit der kälteren Rücklauftemperatur aus dem eigentlichen Heizkreis und über einen Wärmetauscher die Abgase soweit abgekühlt werden, dass sie aus kondensieren und somit die o.g. Verdampfungswärme freigeben.

Damit diese Reaktion überhaupt stattfindet darf die Rücklauftemperatur bei Gasheizungen nicht höher als 57 Grad und bei Ölheizungen nicht höher als 48 Grad sein. Doch leider ist das nur die Theorie. Da es noch Verluste innerhalb des Systems zu berücksichtigen gilt – insbesondere der Wärmetauscher absorbiert etwa 10 bis 15 Grad – sollten die o.g. Rücklauftemperaturen grundsätzlich nicht höher als 35 Grad sein, da ansonsten der Wasserdampf in den Abgasen nicht oder nur zum Teil kondensiert und still und leise – und vor allen Dingen ohne Nutzen - mit den übrigen Abgasen über den Schornstein entweicht. Der Eigentümer oder Nutzer der Heizanlage bemerkt dies nicht, da ja die Heizung vor wie nach ordnungsgemäß und normal heizt. Nur halt ohne die Brennwerttechnik zu nutzen. Entsprechend sinken auch die plakativ beworbenen Wirkungsgrade eines Brennwertkessels.

Um Brennwerttechnik also nutzen zu können ist es zwingend notwendig, dass auch das nachgeschaltete Heizsystem überprüft wird ob Brennwerttechnik überhaupt möglich ist bzw. die Brennwerttechnik unterstützt wird. Ein hydraulsicher Abgleich der Gesamtanlage inkl. Wärmenetz sollte auf jeden Fall durchgeführt und dokumentiert werden. Ansonsten besteht die Gefahr, dass lediglich gutes Geld im Wartens Sinne des Wortes den Schornstein hinaus gefeuert wird.

Vorteile Nachteile Kosten in EUR für Neuerrichtung/Ersatz
  • hoher therm. Wirkungsgrad
  • Nutzung der Abgasabwärme
  • geringer Platzbedarf
  • hoher Anschaffungspreis
  • in der Regel Kaminsanierung um Feuchtigkeitsunempfindlichkeit zu gewährleisten
  • hoher Installationsaufwand
  • hohe Wartungs- und Instandsetzungskosten
  • höherer Stromverbrauch
  • fossile Energieträger
  1. > 6.000 EUR für Kessel12
  2. > 1.800 EUR für Kamin
  3. > 1.000 EUR Anlagentechnik

1ggf. Zuschüsse beachten
2bei einem EFH 120-140 qm

Pelletkessel

Pelletskessel gelten als Niedertemperaturkessel die je nach Außentemperatur Ihre Vor- und Rücklauftemperatur gleitend regeln können. Zwischenzeitig gibt es auch die ersten Pelletskessel, die mit Brennwerttechnik betrieben werden können. Pelletskessel verfeuert als Brennstoff kleine Presslinge aus unbehandelten Hobelspänen und Sägemehl, so genannte Holzpellets. Alternativ können auch Restwertpellets oder Energiepellets (Herstellung aus Getreide, Raps, Sonnenblumenkernen etc.) verfeuert werden. Automatisch beschickte Heizkessel für Zentralheizungen werden meist durch eine elektrische Förderschnecke oder ein Saugsystem mit solchen Pellets versorgt.

Grundsätzlich sind Pelletsheizungen als Anlagen für den Betrieb von zentralen Hausheizungssystemen inklusive Steuerungs- und Regelungstechnik (also Pellets-Zentralheizungen) von Pellets-Einzelöfen mit direkter Wärmeabstrahlung in den Wohnraum zu unterscheiden.

Pellets-Einzelöfen sind in der Regel Anlagen im Leistungsbereich von max. 6-8 kW und kleiner, während Pellets-Zentralheizungen für Nennwärmeleistungen bzw. den Wärmebedarf ab 8 kW aufwärts in Betracht kommen. Pelletsheizungen eignen sich insbesondere für den Einsatz in Ein- und Zweifamilienhäusern (10-30 kW), aber auch für größere Wohn-oder Betriebseinheiten, die von mehreren in Reihe geschalteten Pelletsheizungen ( 2er oder 3er Kaskadenanlagen") mit einigen hundert kW versorgt werden können.

Vorteile Nachteile Kosten in EUR für Neuerrichtung/Ersatz
  • regenerative Verbrennungsstoffe
  • annähernder neutraler CO2-Ausstoß
  • geringe Energiekosten
  • Schonung der fossilen Energieträger
  • höhere Wirkungsgrade bei BW-Technik
  • geringe Versicherungsbeiträge da Brennstoffe in der Regel Lebensmittel sind.
  • hoher Anschaffungspreis
  • in der Regel Kaminsanierung um Feuchtigkeitsunempfindlichkeit zu gewährleisten
  • hoher Installationsaufwand
  • höherer Wartungs- und Instandsetzungsaufwand und dadurch höhere Kosten
  • höherer Stromverbrauch
  • großer Platzbedarf
  1. > 18.000 EUR für Kessel12
  2. > 1.800 EUR für Kamin
  3. > 1.000 EUR Anlagentechnik
  4. < 6.000 EUR bei No-Name3

1ggf. Zuschüsse beachten
2bei einem EFH 120-140 qm
3Bei No-Name-Produkten bzw. Anlagen die in Eigenregie errichtet werden.

Wärmepumpe

Wärmepumpenheizungen nutzen die Umweltwärme der umgebenden Luft, des Grundwassers oder des Erdreiches (Geothermie), um sie mittels Wärmepumpe auf ein verwertbares höheres Temperaturniveau anzuheben, um damit Gebäude oder andere Einrichtungen beheizen zu können.

Zur Beheizung von Gebäuden werden meist Elektro-Kompressions-Wärmepumpen verwendet. Es finden jedoch auch Absorptions- bzw. Adsorptions-Wärmepumpen Verwendung. Das Funktionsprinzip lässt sich gut mit einem Kühlschrank vergleichen, der innen kühlt und außen heizt. Viele dieser Systeme können im Umkehrbetrieb auch zur Kühlung eingesetzt werden. Da Wärmepumpen zum Teil erhebliche Anlaufströme haben, die zu Netzrückwirkungen (Spannungseinbrüchen) führen können, muss der Anschluss vom Energieversorgungsunternehmen genehmigt werden. Die Genehmigung wird im Regelfall mit bestimmten Auflagen (Anlaufstrombegrenzung, Anläufe/Stunde, Stromabschaltung etc. beschränkt) erteilt.

Das verdichtete Kältemittel kondensiert im Verflüssiger. Dies ist ein Wärmeüberträger, der auf der Gegenseite mit einem Wärmeträger, in der Regel Wasser oder einem Wasser-Sole-Gemisch (Frostschutz), beaufschlagt wird. Die bei der Verflüssigung des Kältemittels frei werdende Wärme wird vom Wärmeträger aufgenommen und auf die Heizkörper oder Heizflächen übertragen. Die Wärmeleistung die, bezogen auf die eingesetzte elektrische Leistung des Verdichtermotors, am Verflüssiger genutzt werden kann, steigt mit abnehmender Differenz zwischen der Verdampfungs- und der Verflüssigungstemperatur im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe. Das Verhältnis der Wärmeleistung zur elektrischen Leistung wird als Leistungszahl einer Wärmepumpe (COP) bezeichnet.

Eine niedrige Wärmeträgertemperatur wird insbesondere bei Strahlungsheizungen (z.B. Fußbodenheizungen) erreicht, da eine große Wärmeübertragungsfläche genutzt werden kann. Es sollte eine gute Wärmedämmung für das zu beheizende Gebäude angestrebt werden, um bei geringem Wärmebedarf eine geringe Vorlauftemperatur des Wärmeträgers zu fahren.

Das Verhältnis von Heizfläche zu der mittleren Übertemperatur von Heizkörpern oder einer Fußbodenheizung verändert sich exponentiell.

Die Umweltverträglichkeit einer Wärmepumpenheizung hängt im Falle der Elektro-Kompressions-Wärmepumpe nicht zuletzt von der umweltverträglichen Bereitstellung des  Stromes ab. Da neuerdings die EVU per Gesetz verpflichtet sind, die Herkunft ihres Stromes anzugeben, muss jeder für sich selbst entscheiden, ob die Umweltverträglichkeit für den Betrieb einer Wärmepumpe ausreicht.

Vorteile Nachteile Kosten in EUR für Neuerrichtung/Ersatz
  • regenerative Verbrennungsstoffe wenn Strom aus eigner PV-Anlage Selbstverbrauch oder aus natürlichen Ressourcen (z.B. Wasserkraft etc.)
  • annähernder neutraler CO2-Ausstoß
  • geringe Energiekosten wenn Eigenstromerzeugung
  • Schonung der fossilen Energieträger
  • geringer Wartunsaufwand
  • geringe Versicherungsbeiträge
  • kein Kamin notwendig
  • keine Schornsteinfegergebühren
  • kleiner Platzbedarf
  • hoher Anschaffungspreis
  • geringer thermischer Wirkungsgrad
  • schlechter Wirkungsgrad wenn cp-Wert < 3,5 liegt
  • dann geringe Energieeinsparung
  1. > 10.000 EUR für Kessel12
  2. > 2.000 EUR Anlagentechnik

1ggf. Zuschüsse beachten
2bei einem EFH 120-140 qm

Nachtspeicherheizung

Nachtspeicherheizungen werden mit Strom in der Regel als Einzelanlagen betrieben. Hierbei wird mittels preisgünstigen Nachtstroms ein Speichermedium wie Wasser (flüssiger Wärmespeicher) oder Magnesit (fester Wärmespeicher) über die Nacht hinweg beheizt. Die gespeicherte Wärme wird dann tagsüber an den Raum entweder über Rohsysteme (Speichermedium Wasser) oder über Außenwand des Einzelgerätes (Speichermedium Stein) abgegeben.

Je nach Außenklima und Energiebedarf kann es notwendig werden die Nachtspeicherheizung auch tagsüber nach zu laden.

Darüber hinaus muss bei der Nachtspeicherheizung berücksichtigt werden, dass genau so viel Wärmeenergie in elektrischer Form benötigt wird, wie das Gebäude an Heizenergie verbraucht bzw. benötigt.  Das bedeutet, wenn ein Gebäude 20.000 kWh pro Jahr an Energie für Heizung- und Warmwasserbereitung benötigt, dann muss die gleiche Menge an Elektroenergie – also ausmachend 20.000 kWh pro Jahr – eingekauft werden.

Bei einem Strompreis von 17ct/kWh Nachtstrom bedeutet dies 3.400,00 EUR pro Jahr Heizkosten.

Vorteile Nachteile Kosten in EUR für Neuerrichtung/Ersatz
  • regenerative Verbrennungsstoffe wenn Strom aus eigner PV-Anlage Selbstverbrauch oder aus natürlichen Ressourcen (z.B. Wasserkraft etc.)
  • geringer Installationsaufwand
  • annähernder neutraler CO2-Ausstoß
  • geringe Energiekosten wenn Eigenstromerzeugung
  • Schonung der fossilen Energieträger
  • geringer Wartunsaufwand
  • geringe Versicherungsbeiträge
  • kein Kamin notwendig
  • keine Schornsteinfegergebühren
  • kleiner Platzbedarf
  • Strahlungsheizung
  • hoher Anschaffungspreis
  • geringer thermischer Wirkungsgrad
  • nur sinnvoll wenn benötigter Strom selbst produziert wird
  • dann geringe Energieeinsparung
  1. > 10.000 EUR für HK12
  2. > 2.000 EUR Anlagentechnik

1ggf. Zuschüsse beachten
2bei einem EFH 120-140 qm

Infrarotheizung

Bei einer Infrarotheizung wird durch nicht sichtbares Infrarotlicht – elektromagnetische Wellen im Spektralbereich – Gegenstände und Menschen durch infrarote Strahlung erwärmt. Hierbei handelt es sich um langwellige Infrarotstrahlen im Bereich zwischen 3000 bis 50.000 nm. Gleicher Effekt wird durch die Sonne erzielt.

Im Gegensatz zu einer wassergeführten Heizung die Ihre Wärme mittels Konvektion (Luftzirkulation) an den Raum abgibt, wird durch eine Infrarotheizung – hierbei handelt es sich um eine Strahlungsheizung - die im Raum befindlichen Gegenstände und Menschen mit Wärme beaufschlagt und somit direkt erwärmt.

Die Infrarotheizung gibt Ihre Wärme direkt nach Inbetriebnahme an den Raum ab. Dadurch werden Verluste – wie Anlagenverluste, Leitungsverluste etc. bei herkömmlichen Heizsystemen - vermieden.

Darüber hinaus sind Infrarotheizkörper recht leicht und überall nachzurüsten. Die Anschaffungskosten liegen im mittleren Bereich für ein Heizungssystem. Kalkulatorisch kann man etwa 0,85 EUR/kW Leistung ansetzen. Für ein Einfamilienhaus mit 12 kW Leistung fallen somit etwa 12.000 bis 14.000 EUR an inkl. Installations- und Montagekosten.

Größter Nachteil sind die Heizkosten, da diese komplett mittels Elektroenergie abgedeckt werden müssen. Durch Werbeanzeige und immer wiederkehrender Berichte wird dem Interessenten aufgezeigt wie umweltfreundlich und wirtschaftlich das System ist, „da die Infrarotheizung in einer Stunde nur so viel Strom verbraucht, wie es entsprechend der technischen Aufnahmeleistung physikalisch möglich ist“.  Hört sich zunächst einmal gut an und suggeriert dem Laien ein super System. Ist aber völliger Quatsch.

Eine Infrarotheizung muss so viel Elektroenergie aufnehmen wie zur Wärmeerzeugung – Heizung und Warmwasser - benötigt wird. Wenn wir bei o.g. Beispiel – Heizlast 12 kW - bleiben, bedeutet dies etwa 16.000 bis 20.000 kWh Wärmeverbrauch pro Jahr, in Abhängigkeit der jährlichen Außenklima und dem Nutzerverhalten. Bei einem durchschnittlichen Strompreis von 18 cent/kWh  ergeben sich somit jährliche Heizkosten zwischen 2.800 und 3.600 EUR.

Im Vergleich zu normalen Gas- oder Heizölpreisen und trotz Anlagen- und Leitungsverlusten bei diesen Heizsystemen ist der Betrieb einer elektrischen Infrarotheizung – trotz günstiger Anschaffungskosten – auf Dauer wesentlich teurer als konventionelle Heizsysteme.

Wenn dann noch der benötigte Strom nicht regenerativ erzeugt wird, ist aus Umweltgesichtspunkten diese Art der Heizung und deren Betrieb absolut unangemessen.

Insofern Vorsicht vor plakativen Reklameanzeigen und Verkaufsgesprächen für diese Art von Heizsystemen.

Vorteile Nachteile Kosten in EUR für Neuerrichtung/Ersatz
  • regenerative Verbrennungsstoffe wenn Strom aus eigner PV-Anlage Selbstverbrauch oder aus natürlichen Ressourcen (z.B. Wasserkraft etc.)
  • geringer Installationsaufwand
  • annähernder neutraler CO2-Ausstoß
  • geringe Energiekosten wenn Eigenstromerzeugung
  • Schonung der fossilen Energieträger
  • geringer Wartunsaufwand
  • geringe Versicherungsbeiträge
  • kein Kamin notwendig
  • keine Schornsteinfegergebühren
  • kleiner Platzbedarf
  • Strahlungsheizung
  • hoher Anschaffungspreis
  • geringer thermischer Wirkungsgrad
  • nur sinnvoll, wenn benötigter Strom selbst produziert wird
  • dann geringe Energieeinsparung
  1. > 10.000 EUR für HK12
  2. > 2.000 EUR Anlagentechnik

1ggf. Zuschüsse beachten
2bei einem EFH 120-140 qm

Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung (WRG)

Bei Systemen mit einer kontrollierten Be- und Entlüftung wird sowohl die Frischluft als auch die Abluft über eigene Lüftungskanäle geführt. Bei den meisten Systemen sind die beiden Kanäle durch einen Wärmetauscher „verbunden", so dass ein Teil der Wärme aus der Abluft an die Zuluft übertragen werden kann. Mit marktgängigen Systemen ist es möglich, bis zu etwa 90% der Wärmeenergie aus der Abluft zurückzugewinnen und für die Erwärmung der Frischluft zu nutzen.

Voraussetzung für die effektive Nutzung eines solchen Systems ist in jedem Fall eine dichte Gebäudehülle. Wenn die Luftdichtigkeit ungenügend ist, wird durch die Fehlstellen unkontrolliert (kalte) Außenluft angesaugt und der Anlagenwirkungsgrad sinkt oft drastisch.

Bei diesen Systemen der Beheizung - mit kontrollierter Be- und Entlüftung und zusätzlicher Wärmerückgewinnung - müssen die Ventilatoren etc. als Energieverbraucher mit berücksichtigt werden.

In den Bereichen der Modernisierung bzw. Sanierung von Altbauten werden gegenwertig  Systeme mit kontrollierter Be- und Entlüftung sowie Wärmerückgewinnung nur selten eingesetzt, da ein effizienter Anlagenbetrieb relativ hohe Anforderungen an Planung, Ausführung sowie Nutzerberatung und -verhalten stellt.

Vorteile Nachteile Kosten in EUR für Neuerrichtung/Ersatz
  • regenerative Verbrennungsstoffe wenn Strom aus eigner PV-Anlage Selbstverbrauch oder aus natürlichen Ressourcen (z.B. Wasserkraft etc.)
  • annähernder neutraler CO2-Ausstoß
  • geringe Energiekosten wenn Eigenstromerzeugung
  • Schonung der fossilen Energieträger
  • geringer Wartunsaufwand
  • geringe Versicherungsbeiträge
  • kein Kamin notwendig
  • keine Schornsteinfegergebühren
  • hoher Anschaffungspreis
  • geringer thermischer Wirkungsgrad
  • nur sinnvoll wenn benötigter Strom selbst produziert wird
  • dann geringe Energieeinsparung
  • nur im Passivhaus einsetzbar
  • hoher Installationsaufwand
  • hoher Unterhaltungsaufwand bzgl. Hygiene
  1. > 15.000 EUR für HK12
  2. > 2.000 EUR Anlagentechnik

1ggf. Zuschüsse beachten
2bei einem EFH 120-140 qm

Blockheizkraftwerk (BHKW)

Kraft-Wärme-Kopplung ist die gleichzeitige Erzeugung von elektrischer (mechanischer) und thermischer Nutzenergie aus anderen Energieformen mit Hilfe eines thermodynamischen Prozesses in einer Anlage. Hier zählen folgende Anlagen:

  • Blockheizkraftwerk mit Dieselmotor
  • BHKW mit Ottomotor
  • Gasturbinenanlage
  • gekoppelte Gas- und Dampfturbinenanlagen
  • Dampfheizkraftwerke
  • BrennstoffzelleIm Gebäudebereich kommen in aller Regel nur die ersten drei Anlagenkonzepte zum Einsatz.

Bei einem BHKW handelt es sich um einen Verbrennungsmotor, der einen Generator zur Erzeugung von Elektroenergie antreibt. Die Abwärme des Motors aus den Kühlkreisläufen und aus dem Abgas wird zur Bereitstellung von Heizwärme verwendet, welche über entsprechende Wärmeüberträger in die Heizkreisläufe des Gebäudes eingespeist wird. BHKW werden entweder mit Erdgas, Diesel oder mit regenerativen Energieträgern wie Rapsöl, Palmöl, Sonnenblumenöl etc. betrieben.

BHKW´s sind heute in sehr kleinen Leistungen am Markt verfügbar, so dass sie auch in kleineren Wohngebäuden eingesetzt werden können.

Ausgehend von wirtschaftlichen Gesichtspunkten werden die BHKW-Anlagen entweder strom- oder wärmegeführt betrieben.

Beide Varianten sind zurzeit für Gebäude - in denen durch Sanierung sehr wenig Wärmeenergie benötigt wird - wirtschaftlich (zu hohe Anschaffungs- und Unterhaltungskosten) und auch ökonomisch nicht sinnvoll.

Vorteile Nachteile Kosten in EUR für Neuerrichtung/Ersatz
  • regenerative Verbrennungsstoffe einsetzbar
  • hoher Wirkungsgrad
  • annähernder neutraler CO2-Ausstoß
  • geringe Energiekosten da Wärme und Strom gleichzeitig produziert wird
  • Schonung der fossilen Energieträger
  • geringe Heizkosten
  • hoher Anschaffungspreis
  • hoher Installationsaufwand
  • hoher Unterhaltungsaufwand
  • Laufleistung pro Jahr
  • Kontinuierliche Wärmeabnahme zwingend
  1. > 20.000 EUR für HK12
  2. > 2.000 EUR Anlagentechnik

1ggf. Zuschüsse beachten
2bei einem EFH 120-140 qm

Wärmecontracting

Bei einem Wärmecontracting übernimmt ein Dritter die kompletten Investitionskosten für die Heizanlage und in der Regel auch die Kosten für das vorgelagerte Versorgungsnetz (Wärmenetzt). Je nach Vertragsgestaltung und Wunsch der Kunden können auch die Kosten für das interne Verteilnetz der Gebäuden bis hin zu kompletten internen Versorgungsanlage übernommen werden.

Die Investitionskosten werden mittels langfristigen Wärmeversorgungsverträgen - in der Regel 20 Jahre - über den Grundpreis zurückgeführt. Ebenso werden mit dem Grundpreis alle Kosten - z.B. Verwaltung, Instandsetzung, Steuern, Abgaben etc. - zum Betrieb der Heizungsanlage (sogenannten Vollkosten) vereinnahmt.

Mit dem GP werden dann noch die Kosten für Energieeinsatz (Arbeitspreis AP) und der Messanlage (Messpreis MP) mit den Nutzern jährlich abgerechnet.

Es dürfte leicht nachvollziehbar sein, dass die jährlichen Umlagekosten, niedriger ausfallen, je größer die angeschlossene zu beheizte Fläche (Heizfläche) ist.

Die Erfahrungen zeigen, dass erst ab einer angeschlossenen Heizfläche von > 5.000 qm, ein für die Nutzer wirtschaftlicher und akzeptabler Versorgungspreis darstellbar ist. Insofern sind die Energiepreise variabel und hängen von den Kosten der inneren Erschließung (Investitionskosten für Nahwärme, Heizwerk, Anlagentechnik und den vorgelagerte Anschlusskosten etc.), einem ggf. zu zahlenden Baukostenzuschuss, von Zuschüssen Dritter, der angeschlossenen Fläche und dem jährlichen Energieeinsatz ab.

Kleinere Anlagen sollten von einem externen sachkundigen Sachverständigen auf Wirtschaftlichkeit hin untersucht werden.

Wasserstoff/Brennstoffzelle

Den Heizbetrieb zukünftig mit dem Energieträger Wasserstoff sicherzustellen, ist zwar technisch heute schon machbar, aber aus wirtschaftlichen Gründen gegenwärtig für den Einzelnen noch nicht gegeben. Insofern wird man wohl - auch im Hinblick der regenerativen Versorgungsentwicklung - noch einige Jahre zuwarten müssen.