Hausbau: Welcher Energieträger ist der richtige?

Im Rahmen der angestrebten Energiewende fördert der Gesetzgeber seit Jahren massiv Maßnahmen und Technologien, die zu einer Verringerung der klimaschädlichen CO2-Emissionen beitragen. Die ambitionierten "20-20-20-Ziele" der Europäischen Union sehen vor, dass bis zum Jahr 2020 alle beteiligten Länder 20 Prozent des gesamten Energieverbrauchs aus erneuerbaren Energien bereitstellen und darüber hinaus 20 Prozent weniger CO2 ausstoßen und eine um 20 Prozent bessere Energieeffizienz aufweisen können. Die Berechnungen beziehen sich dabei jeweils auf das Basisjahr 1990.

Die Erzeugung von Wärme stellt mit einem Anteil von rund 50 Prozent am gesamtdeutschen Energieverbrauch die bedeutendste Energieform dar. Wärme wird in der Industrie für eine Vielzahl von Prozessen sowie zum Heizen von Gebäuden benötigt. In Privathaushalten wird Wärme zum Heizen des Gebäudes sowie zur Erhitzung von Brauchwarmwasser zum Duschen oder Baden genutzt. Aufgrund der großen Bedeutung dieser Energieform steht die Wärmeerzeugung im Fokus der gesetzlichen Bemühungen um einen umweltfreundlicheren Energiemix. Wer heute den Neubau eines Einfamilienhauses plant, muss sich mit einer Vielzahl an gesetzlichen Vorgaben und Anforderungen beschäftigen. Dank attraktiver Fördermodelle von staatlichen Institutionen wie der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) profitieren Bauherren aber auch von finanziellen Zuschüssen und günstigen Krediten, wenn sie möglichst energieeffizient bauen.

Gesetzliche Anforderungen an die Heiztechnik

Um die ambitionierten Ziele hinsichtlich des Einsatzes erneuerbarer Energien im Bereich der Gebäudetechnik zu erreichen, schreibt das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) seit 2009 den verpflichtenden Einsatz regenerativer Technologien beim Neubau vor. Der Bauherr ist somit nicht mehr frei in der Wahl des Energieträgers, sondern muss einen bestimmten Anteil des Wärmebedarfs mithilfe regenerativer Energien decken.

Wer sich für den Einsatz einer Solarthermieanlage entscheidet, der muss damit mindestens 15 Prozent des gesamten Wärmebedarfs decken können. In der Regel gilt für Einfamilienhäuser die Faustregel, dass pro Quadratmeter Nutzfläche rund 0,04 Quadratmeter Solarkollektoren ausreichen, um diese Anforderung zu erfüllen. Alternativ können Sie sich beim Neubau auch für den Einsatz einer Wärmepumpe oder die Beheizung mit Holzpellets entscheiden. In diesem Fall müssen jedoch 50 Prozent des Wärmebedarfs gedeckt werden. Die technischen Hintergründe zu den genannten Technologien werden im weiteren Verlauf näher erläutert.

Für bestimmte Fälle sieht der Gesetzgeber Ausnahmen von dieser Regelung vor. Wenn Sie beispielsweise über ein Nah- oder Fernwärmenetz mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) Wärme beziehen oder selbst eine KWK-Anlage betreiben, ist der Einsatz regenerativer Energieformen nicht verpflichtend.

Gesetzliche Förderprogramme zur Förderung effizienter Heiztechnik

Staatliche Institutionen wie die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) fördern sowohl energetische Sanierungen bei Bestandsbauten als auch Investitionen in ein effizientes Heizsystem bei Neubauten. Dabei gilt: Je energieeffizienter ein Haus dasteht, desto attraktiver ist der Zuschuss, mit dem Sie rechnen können. Das sogenannte KfW-Effizienzhaus 100 erfüllt genau die Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV). Wer diese Anforderungen übertreffen möchte, kann sich auch für die Varianten KfW-Effizienzhaus 55, 70 oder 85 entscheiden.

Gefördert werden beispielsweise Investitionen in Holzpellet-, Biomasseheizung oder Wärmepumpe sowie Solaranlagen mit Trinkwassererwärmung. Auch eine gute Außenwanddämmung oder der Einsatz moderner Fenster mit Dreifachverglasung sind förderfähig. Bis zu 13.125 € Tilgungszuschuss oder 18.750 € Investitionskostenzuschuss sind möglich.

Die meistgenutzten Energieträger in privaten Heizungssystemen

Die Struktur der Raumwärmebereitstellung in Privathaushalten zeigt immer noch eine klare Dominanz des Energieträgers Erdgas. Im Jahr 2012 betrug der Anteil von Erdgas an allen Energieträgern 43,7 Prozent. Auf Platz zwei rangiert Öl, mit dem rund ein Viertel des Wärmebedarfs gedeckt wird. Der Anteil erneuerbarer Energien steigt stetig und lag 2012 bei 17 Prozent. Mit Fernwärme werden immerhin noch knapp 10 Prozent des Bedarfs gedeckt, während das Heizen mit Kohle oder Strom in Privathaushalten kaum eine Rolle spielen. Die meistgenutzten Energieträger im Überblick:

Erdgas
Öl
Erneuerbare Energien
Fernwärme
Kohle
Strom

Nutzung von Sonnenenergie in Solarthermieanlagen

Eine der beliebtesten Technologien bei der Erfüllung der gesetzlichen Anforderungen bei Neubauten von Einfamilienhäusern ist die Solarthermie. Dabei nutzt das Heizungssystem die Strahlungsenergie der Sonne und bindet diese mithilfe von Solarkollektoren in das Netz ein. Im Wesentlichen besteht eine Solarthermieanlage aus den Kollektoren, dem Rohrnetz, einer oder mehreren Pumpen sowie einem Warmwasserspeicher und den notwendigen Regeleinheiten.

Das Heizwasser durchfließt im Betrieb die Kollektoren und nimmt dabei die Strahlungsenergie der Sonne per Konvektion auf. Mithilfe von Regelinstrumenten kann der Volumenstrom so gesteuert werden, dass die Rücklauftemperatur des Wassers der vorgegebenen Temperatur des Heizungsnetzes entspricht.

Da die Sonne ihre Energieabgabe nicht von unserem Dusch- oder Heizverhalten abhängig macht, werden in solaren Systemen in der Regel Wärmespeicher genutzt. Die tagsüber erzeugte Wärmeenergie kann mithilfe dieser Speicher also auch nachts, wenn die Sonne nicht scheint, genutzt werden. Da die Sonne hierzulande sehr unregelmäßig und im Winter sehr viel weniger als im Sommer scheint, dienen Solarthermiesyteme lediglich als Unterstützung für das konventionelle Heizungssystem. Wenn die genutzte Kollektorfläche aber entsprechend groß ist, kann der Großteil des Wärmebedarfs durchaus per Sonnenenergie gedeckt werden. Wer seine Solarthermieanlage noch effizienter nutzen möchte, der kann sich zudem für die Investition in eine Absorptionskältemaschine entscheiden. Diese ist in der Lage, überschüssige Wärme aus Sonnenenergie in Kälte für das Lüftungssystem umzuwandeln.

Nutzen Sie Kondensatenergie mithilfe eines Brennwertkessels

Herkömmliche Kessel nutzen die bei der Verbrennung erzeugte Energie nur zu einem bestimmten Teil. Das liegt daran, dass bei diesen Modellen das Abgas nur auf eine Temperatur oberhalb des Kondensatpunktes von rund 100 °C abgekühlt wird und somit nicht das volle Potenzial ausgeschöpft wird. Da im Abgas immer auch ein bestimmter Anteil an Wasserdampf enthalten ist, vermeidet man auf diese Weise die Bildung von flüssigem Wasser, das unter Umständen schädlich für den Kessel sein kann. Brennwertkessel stellen heutzutage den Standard dar und sind in der Lage, das Abgas deutlich unter den Taupunkt abzukühlen, ohne dass es zu Schäden kommen kann. Der Brennstoffausnutzungsgrad ist bei diesen Systemen deutlich höher als bei alten Heizkesseln.

Wenn Sie den Neubau eines Einfamilienhauses planen, gehört der Brennwertkessel ohnehin zur Standard-Ausrüstung. Wer noch einen alten Heizkessel ohne Brennwerttechnik betreibt, kann diesen austauschen und bekommt von der KfW dafür einen Zuschuss von bis zu 500 €.

Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

Der Begriff Kraft-Wärme-Kopplung bezeichnet die Auskopplung von Wärmeenergie bei der Erzeugung elektrischer Energie. Diese Technik wird bei Kraftwerken bereits seit Ende des 19. Jahrhunderts genutzt und wird auch für Einfamilienhäuser immer attraktiver. In sogenannten Blockheizkraftwerken (BHKW) können Hausbesitzer ihren eigenen Strom erzeugen und die dabei ohnehin anfallende Wärme im Heizungssystem nutzen. Auf diese Weise lassen sich 90 Prozent oder mehr der im Brennstoff enthaltenen Wärme nutzen.

Die erzeugte elektrische Energie kann der Besitzer entweder selbst verbrauchen oder in das öffentliche Netz einspeisen. Wird die Energie eingespeist, so bekommt der Betreiber der Anlage dafür eine gesetzlich festgelegte Vergütung. Da BHKW in der Regel wärmegeführt sind, arbeiten sie ausschließlich, wenn gerade Wärme zum Heizen oder in Form von Brauchwarmwasser benötigt wird. Aus diesem Grund ist die Wirtschaftlichkeit eines BHKWs nicht immer gegeben und sollte im Vorfeld gründlich berechnet werden. Der Staat bezuschusst die Investition in eine Anlage mit Kraft-Wärme-Kopplung und garantiert darüber hinaus einen bestimmten Strompreis für die eingespeiste elektrische Energie. In vielen großen Kraftwerken wird die anfallende Wärme auch als Fern- oder Nahwärme zur Verfügung gestellt.

Fern- und Nahwärme senkt Heizkosten

Aus technischer Sicht handelt es sich sowohl bei der Nutzung von Abwärme in einzelnen Gebäuden oder Wohnsiedlungen ("Nahwärme") als auch bei der klassischen Wärmeversorgung ganzer Städte oder Stadtteile um Fernwärme. In privaten Haushalten versorgt Fernwärme nicht nur das Heizungssystem mit Energie, sondern liefert auch Warmwasser für den täglichen Gebrauch.

In großen Kraftwerken wird Wärme auf verschiedenen Druckstufen ausgekoppelt, um den thermischen Wirkungsgrad zu erhöhen. Diese Wärme kann der Betreiber entweder über Kühltürme an die Umgebung abgeben oder in Fernwärmenetzen nutzen. Übliche Betriebstemperaturen liegen zwischen 80 und 130 °C bei Drücken von 16 bis 25 bar. Fernwärme lässt sich weitestgehend unabhängig vom genutzten Energieträger einsetzen.

Die Wärmepumpe – Energie aus der Umwelt

Illustration Haus mit Erdwärmesonde/Wärmepumpe

Die Wärmepumpe gehört zu den regenerativen Technologien, die seit einigen Jahren vermehrt in Privathaushalten zum Einsatz kommen. Prinzipiell arbeiten Wärmepumpen wie Kühlschränke. Der Unterschied besteht darin, dass der aus Kompressor, Wärmetauscher und Drossel bestehende Kreislauf genau gegensinnig durchflossen wird.

Wärmepumpen nehmen auf einem niedrigen Temperaturniveau Energie auf, indem ein Kühlmittel in einem Wärmeübertrager verdampft wird. Als Wärmequelle kann beispielsweise das Grundwasser dienen, welches ein relativ konstantes Temperaturniveau bereitstellt. Nach der Verdampfung wird das Kühlmedium in einem Kompressor verdichtet und erreicht dadurch eine Temperatur, die sich im Heizungsnetz des Gebäudes nutzen lässt. Nachdem die von der Umgebung bereitgestellt Energie an das Heizwasser übergeben wurde, wird das Kühlmittel entspannt und verflüssigt, bevor der Kreislauf erneut beginnt. Wer beim Neubau eines Einfamilienhauses in eine Wärmepumpe investiert, kann nicht nur seine Heizkosten signifikant senken, sondern darüber hinaus von staatlichen Förderungen profitieren.

Holz- und Pellet-Heizungen

Wer sich für den Einsatz eines Holz- oder Pelletofens entscheidet, macht sein Heizungssystem unabhängig von den starken Preisschwankungen auf dem Ölmarkt. Auch die CO2-Bilanz spricht für den Einsatz von Holz oder Holzpellets. Denn im Gegensatz zu fossilen Rohstoffen wie Erdgas oder Kohle wächst Holz ständig nach und nimmt während des Lebenszyklus die Menge an CO2 auf, die bei der Verbrennung wieder freigesetzt wird.

Holz- oder Pelletkessel sind auf dem Markt in allen Leistungsklassen erhältlich und werden gerne in Kombination mit einem herkömmlichen Heizungssystem genutzt, um die Betriebskosten zu reduzieren. Neben dem finanziellen Aspekt spielt für viele Hausbesitzer auch der Komfort eines Holz- oder Pelletofens eine entscheidende Rolle.

Die verschiedenen Energieträger und Technologien im Vergleich

Die Frage nach dem besten Energieträger für Ihr Haus lässt sich pauschal nicht beantworten. Sowohl die geografische Lage ihrer Wohnung als auch die Situation auf den Rohstoffmärkten sowie die aktuellen gesetzlichen Vorschriften und Fördermodelle beeinflussen die Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Alternativen.

Energietraeger: Vergleich Umweltfreundlichkeit — Quelle: EnergieAngentur.NRW

Unter ökologischen Gesichtspunkten ist der Einsatz fossiler Brennstoffe wie Erdgas, Öl oder Kohle nicht zu empfehlen. Die Verbrennung dieser Energieträger ist mit einem erheblichen Ausstoß klimaschädlicher Gase wie CO2 verbunden. Im Laufe der letzten Jahre hat die technische Entwicklung aber dafür gesorgt, dass ein immer höherer Anteil des Energiegehalts auch tatsächlich genutzt wird. Zudem verleiten die derzeit sehr niedrigen Preise für Erdgas und Öl zur Investition in einen klassischen Kessel. Dabei ist jedoch zu bedenken, dass sich die Marktlage jederzeit wieder ändern kann.

Wenn Ihr Haus an ein Fernwärmenetz angeschlossen werden kann, ist diese Option sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht sehr attraktiv. Da es sich bei der Wärme um ein ohnehin anfallendes Abfallprodukt bei der Erzeugung elektrischer Energie handelt, ist die Nutzung von Fernwärme kostengünstig und hinsichtlich der Umweltbilanz unbedenklich.

Regenerative Technologien wie Solarthermieanlagen oder Wärmepumpen dienen in der Regel der Heizungsunterstützung und können den Wärmebedarf eines Gebäudes meist nicht vollständig decken. Dennoch ist die Investition in diese Technologien aus ökologischer Sicht meist sinnvoll. Dank vielfältiger Förderprogramme ist auch die finanzielle Amortisation in vielen Fällen gegeben.

Bei der Wahl des richtigen Energieträgers kommt es darauf an, die richtige Kombination aus konventionellen und modernen Technologien zu wählen. Diese hängt stark von den örtlichen Gegebenheiten und der aktuellen Marktlage ab. Strom ist der einzige Energieträger, der nur in absoluten Ausnahmefällen zum Heizen genutzt werden sollte.