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NATUR, DU BIST SO SCHÖN WARM

Für den Klimaschutz müssen wir in Zukunft noch viel mehr klimafreundliche Energieträger nutzen. Viele denken dabei an elektrischen Strom aus Sonnen- und Windkraft. Doch die meiste Energie wird für einen anderen Zweck benötigt.

Im Winter soll’s natürlich schön warm sein in der Wohnung. Und das morgendliche Duschen – selbstverständlich mit warmen Wasser! Etwa 70 Prozent der privaten Energienutzung in Deutschland wird für Wärme und Warmwasser aufgewendet. Und diese Energie stammt überwiegend aus fossilen Energieträgern wie Öl oder Gas. Gibt’s denn da nicht etwas klimafreundliches?

LAGERFEUER, ABER MODERN

Natürlich gibt es das und es ist schon längst bekannt. Jahrtausende lang haben die Menschen nämlich vor allem mit Biomasse geheizt, zumeist mit Holz. Offene Holzfeuer in Wohnungen sind heute allerdings aus der Mode gekommen. Stattdessen gibt es für Wohngebäude moderne Holzheizungen wie Pelletöfen oder Hackschnitzelheizungen. Diese können, je nach Leistungsklasse, einzelne Wohngebäude, aber auch ganze Stadtteile versorgen. Im letzteren Fall wird die Wärme zentral in einem Biomasse-Heizwerk erzeugt und über ein Nahwärmenetz in die einzelnen Gebäude geleitet. Wird in einer solchen Anlage neben der Wärme auch Strom ausgekoppelt, spricht man von einem Biomasse-Heizkraftwerk.  

Die Vorteile liegen auf der Hand: Holz ist ein heimischer und nachwachsender Rohstoff. Es ist leicht zu verarbeiten, gut zu lagern und ungiftig. Allerdings kommt für die Nutzung als Energieholz nur ein kleiner Teil der gesamten Holzproduktion in Betracht. Hochwertige Hölzer sind für die Verbrennung zu schade und werden anderweitig genutzt (z.B. zum Bau von Möbeln). Wird Holz als Brennstoff verfeuert, setzt es nur so viel CO2 frei, wie während seines Wachstums aus der Luft aufgenommen wurde. Zusätzliche Emissionen werden aber bei der Produktion von Pellets und Hackschnitzeln und dem Transport des Holzes erzeugt. Da diese aber im Vergleich zu fossilen Energieträgern sehr gering sind, gilt Holz als klimaschonender Brennstoff. 

Der Nachteil einer Holzheizung ist ihr großer Platzbedarf, der Brennstoff muss schließlich irgendwo gelagert werden. Sie eignet sich daher nicht für Häuser ohne Keller und Lagerräume. Ein weiterer Nachteil kleinerer Anlagen besteht darin, dass sie nicht mit Filtersystemen wie große Biomasse-Heiz(kraft)werke ausgerüstet sein müssen. Sie geben neben den Abgasen auch Feinstaub in die Umwelt ab.

LÄSST SICH ANDERE BIOMASSE AUCH ENERGETISCH NUTZEN?

Neben Holz gibt es noch eine Menge anderer Biomassen. Da viele davon eine Menge Wasser enthalten, scheidet die Verbrennung als Weg der Nutzung aus. Aber es gibt eine Technologie, auch diese Massen zu nutzen. In Biogasanlagen können Energiepflanzen, Abfälle wie Stroh, Grünschnitt oder Gülle zu Biogas vergoren werden. Biogas besteht überwiegend aus Methan und CO2. Auch hier gilt, wie beim Holz, dass das Kohlenstoffdioxid beim Wachstum der Biomasse aus der Atmosphäre aufgenommen wurde. Die Herstellung von Biogas ist dementsprechend fast klimaneutral. Allerdings entstehen durch den Anbau, die Düngung, die Ernte und den Transport der eingesetzten Substrate Treibhausgasemissionen. Biogas kann gespeichert oder direkt in einem Blockheizkraftwerk verbrannt werden. Wird das Biogas in einer solchen Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK) genutzt, bietet sich auch hier der Betrieb eines Nahwärmenetzes an. So kann neben der elektrischen Energie auch ein möglichst großer Anteil der anfallenden Wärme genutzt werden. Sind keine geeigneten Wärmeabnehmer am Standort der Biogasanlage zu finden, kann man das Biogas auch aufbereiten und in das Erdgasnetz einspeisen. Inzwischen gibt es fast 9.000 Biogasanlagen in Deutschland.

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SONNENWÄRME NUTZEN

Aber in der Natur gibt es doch noch mehr Wärmequellen. Kann man die nicht auch nutzen? Aber sicher! Eine Solarthermieanlage z.B. in Form eines Flach- oder Röhrenkollektors auf dem Hausdach kann das. Herzstück des Kollektors ist ein Solarabsorber, der die Sonnenstrahlen in Wärme umwandelt. Der Absorber wird von einem Medium durchflossen, das die aufgenommene Wärme sozusagen abtransportiert. Das Wärmemedium gibt dann in einem Wärmetauscher die Wärme an einen zweiten Kreislauf ab und durchläuft im Anschluss die Solaranlage erneut. Der zweite Kreislauf ist der Heizkreislauf des Hauses, der zu Heizzwecken oder zur Warmwassererzeugung genutzt wird.

Den größten Ertrag liefert die Solarthermieanlage allerdings im Sommer, also außerhalb der Heizperiode. Deshalb ist sie meist nur eine sinnvolle Ergänzung der Heizungsanlage des Hauses. Bei durchschnittlichen Bedingungen kann sie etwa die Hälfte der benötigten Energie für die Warmwasserbereitung und etwa 30% der benötigten Heizenergie liefern. Besonders sinnvoll ist die Kombination mit einem Warmwasserspeicher, da dieser die Effizienz der Anlage weiter erhöht. Allerdings ist der Einbau auch mit weiteren Kosten verbunden.

WIE EIN KÜHLSCHRANK, NUR UMGEKEHRT

Es klingt ein bisschen wie ein Zaubertrick, aber es ist sogar auch möglich, Wärme aus der Luft oder der Erde zum Heizen zu nutzen! Das funktioniert mit einer sogenannten Wärmepumpe. In einer solchen Anlage wird die Wärme auf einem niedrigen Niveau aus der Umgebung aufgenommen. Dabei verdampft ein Kältemittel bei geringem Druck und wird danach verdichtet. Dabei erhöht sich die Temperatur des Mediums, so dass es über einen Wärmetauscher thermische Energie an einen Heizkreislauf abgeben kann. Das Medium in der Wärmepumpe wird danach entspannt und durchläuft die Anlage erneut. Aber warum nutzen dann nicht alle Wärmepumpen, wenn man die Wärme einfach aus der Umgebung entnehmen kann? Die Antwort ist einfach, denn die Verdichtung des Mediums erfolgt natürlich nicht von alleine. Dazu wird Strom eingesetzt, und der kostet Geld. Wie viel Strom man für den Betrieb der Wärmepumpe benötigt, hängt wiederum davon ab, wie stark man verdichten möchte. Je stärker die Verdichtung, desto höher ist auch das Temperaturniveau meines Heizwassers. Ist also eine möglichst geringe Stromrechnung mein Ziel, muss ich versuchen auf einem möglichst niedrigen Temperaturniveau zu heizen. Das kann man beispielsweise über eine Fußbodenheizung oder sehr großflächige Heizkörper erreichen. Bei einem Neubau kann man das natürlich gut einplanen. Steht das Haus aber schon und man ist auf der Suche nach einer neuen Heizung, sind damit erhebliche Umbaumaßnahmen und Investitionen verbunden.

WARM, WÄRMER, HEISS!

Wenn man tief ins Erdreich gräbt, gelangt man zu einer sehr mächtigen Energiequelle. Bergleute wissen seit Jahrhunderten, dass es immer wärmer wird, je tiefer sie hinabsteigen. In Deutschland steigt die Erdtemperatur durchschnittlich um circa 30 Grad Celsius pro Kilometer Bohrtiefe an. In manchen Gegenden kann man heiße Quellen sogar an der Oberfläche finden. Diese liefern völlig kostenlos rund um die Uhr heißes Wasser, das einerseits in Thermalbädern, aber eben auch zum Heizen genutzt werden kann. Wo keine heißen Quellen vorhanden sind, kann mit sogenannten Erdwärmesonden nachgeholfen werden. Hier wird in einem geschlossenen Kreislauf ein Medium in die Tiefe geleitet und dort erwärmt. Zurück an der Oberfläche kann die Wärme über einen Wärmetauscher an einen zweiten Heizkreislauf übertragen werden. Diese Nutzung der Erdwärme bezeichnet man als Geothermie und ist auf viele unterschiedliche Weisen möglich. Welches System man mit welchem technischen Prozess nutzen kann, hängt immer vom Standort ab. Je höher die Temperatur ist, die man nach der Wärmeauskopplung erreichen kann, desto besser. Aber Bohrungen sind teuer und auch immer mit einem gewissen Risiko verbunden, deshalb gewinnt die Geothermie auch nur relativ langsam an Bedeutung.

SEI KEIN WARMDUSCHER!

Die erneuerbaren Energien sind die Zukunft bei der Wärmeerzeugung: Holzverfeuerung, Solarthermie, Wärmepumpe, Geothermie und Biogas sind die Versorgungslösungen von Morgen. Am besten für das Klima und natürlich auch für den Geldbeutel ist aber die Energie, die wir gar nicht erst benötigen. Für ein angenehmes Wohngefühl genügen im Wohn- und Kinderzimmer 20 Grad, in der Küche 18 Grad, im Bad 23 Grad und im Flur 15 Grad Celsius. Wer richtig heizt und lüftet, kann schon eine Menge für den Klimaschutz tun – und für die Haushaltskasse. Und ab und zu einmal kalt zu duschen macht richtig munter!

ERNEUERBARE-ENERGIEN-WÄRME-GESETZ

Ziel des Gesetzes ist es, den Anteil der erneuerbaren Energien im Wärmemarkt zu erhöhen und ihren Anteil an der Wärme-und Kältebereitstellung in Deutschland bis 2020 auf 14 Prozent erhöhen. Das Gesetz verpflichtet Eigentümerinnen und Eigentümer von Neubauten, ihre Wärmeversorgung anteilig mit erneuerbaren Energien zu decken. Bei öffentlichen Gebäuden gilt dies auch bei grundlegender Sanierung. Zugelassen sind Solarenergie, Geothermie, Biomasse sowie Umweltwärme (oberflächennahe Erdwärme). Statt erneuerbarer Energien können auch andere klimaschonende Maßnahmen, so genannte „Ersatzmaß-nahmen“, ergriffen werden. Hierzu zählen:

• die Nutzung von Wärme aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen,
• eine verbesserte Energieeffizienz des Gebäudes, die über die gesetzlichen Regelungen hinausgeht (mindestens 15 Prozent) oder
• der Anschluss an ein Nah- oder Fernwärmenetz, sofern dieses Netz teilweise mit erneuerbaren Energien oder überwiegend auf der Basis von Kraft-Wärme-Kopplung betrieben wird.