Die verschiedenen Heizungsarten

Die Gasheizung

In Deutschland heizen Privathaushalte überwiegend mit dem fossilen Brennstoff Erdgas, manchmal Flüssiggas, in seltenen Fällen mit aus Biomasse gewonnenem Bio-Erdgas. Folgende Kesselarten sind generell vorhanden:

• Die Gasbrennwerttechnik ist die neueste und effizienteste der Kesselarten. Sie nutzt entstehende Abgase zusätzlich zur Erwärmung des Heizwassers.
• Ein Niedertemperaturkessel kann zwar mit Temperaturen weit unter 70 Grad Celsius betrieben werden, lässt hingegen die Kondensationswärme der Abgase ungenutzt und ist so in puncto Effizienz der Gasbrennwerttechnik unterlegen.
• Ein Konstanttemperaturkessel arbeitet dauerhaft bei einer Temperatur zwischen 70 und 90 Grad Celsius. Er ist äußerst ineffizient und sollte möglichst ausgetauscht werden.

Moderne Gasheizungen („Renewable Ready“) lassen sich mit Erneuerbaren Energien – wie Wärmepumpe oder Solarthermie – kombinieren. Auf diese Weise lassen sich in einer Übergangszeit CO2-Emissionen einsparen. Demgegenüber stehen jedoch hohe Betriebskosten, die sich in den nächsten Jahren durch die steigende CO2-Abgabe beim Gas weiter erhöhen werden.Eine Kombination mit einer Wärmepumpe ist möglich, um das 65 Prozent Erneuerbare Energien-Ziel (Gebäudeenergiegesetzt 2024) zu erreichen. Diese Heizung wird auch als Hybridheizung bezeichnet.

Es ist absehbar, dass Erdgas als Energieträger nicht mehr ähnlich günstig zu beziehen ist, wie in der Vergangenheit. Wenn ein Heizungstausch ansteht, sollten Sie aus ökonomischer als auch ökologisch er Sicht, sich über Heizsysteme beraten lassen, die mit Erneuerbaren Energien betrieben werden können.

Die Ölheizung

In Deutschland heizt noch ein Viertel der Haushalte mit Heizöl, auch wenn dieser Anteil seit Jahren abnimmt. Wie bei der Gasheizung sind Brennwertkessel, die auch Abgaswärme in Heizenergie umwandeln, Stand der Technik. Problem ist die Abhängigkeit von Ölimporten (genauso wie beim Gas) und damit ein einhergehendes hohes Kostenrisiko. Auch die steigenden CO2-Abgaben werden Heizöl in den nächsten Jahren deutlich verteuern. Hinzu kommt, dass die CO2-Emissionen vergleichsweise hoch sind, und die Förderung von Erdöl und dessen Raffinieren die Umwelt stark belasten.

Laut Gebäudeenergiegesetz müssen neu eingebaute Heizsysteme ab 2024 zu mindestens 65 Prozent Erneuerbare Energien nutzen. Das macht den Einbau und Betrieb einer neuen Ölheizung allenfalls noch als Hybridheizung, also in Kombination mit Solarthermie und Photovoltaik, möglich. Sinnvoller ist aus ökologischen wie ökonomischen Gründen daher ein vollständiger Umstieg auf Erneuerbare Energien.

Die Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe ist eine Heizung, die Erdwärme (Geothermie) oder Umweltwärme aus Luft oder Grundwasser als erneuerbare Energie nutzt. Diese Technik entzieht dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Luft Wärme. Durch die mit Strom betriebene Wärmepumpe wird diese erneuerbare Umweltwärme auf eine höhere Temperatur gebracht und ins häusliche Heiz- beziehungsweise Warmwassersystem übertragen.

Der Wirkungsgrad von Wärmepumpen liegt durchschnittlich bei 2,5 bis 5 – sie erzeugen aus dem eingesetzten Strom also das 2,5- bis 5-Fache an nutzbarer Wärmeenergie. Das Interessante dabei: Die Mehrheit der anderen Heizsysteme kommt auf einen Faktor von weniger als 1. Nur moderne Brennwert-Heizungen auf Öl- oder Gas-Basis, die die in den Abgasen enthaltene Energie wiederverwenden, können auf einen Wirkungsgrad von etwas mehr als 1,0 kommen.
Dafür ist die Anschaffung teurer und der Aufwand für die Installation höher, was sich allerdings langfristig rechnet.  Vor dem Hintergrund steigender CO2-Preise und aus Gründen des Klimaschutzes ist die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien, etwa aus der Nutzung der eigenen Photovoltaikanlage absolut empfehlenswert. Entsprechende Förderungen für Wärmepumpen sind dabei zu beachten.

Häufig wird behauptet, dass die Wärmepumpe nicht für den Altbau geeignet ist, was so nicht stimmt. Wärmepumpen können im Gegenteil, auch in älteren Einfamilienhäusern gut funktionieren. Entscheidend dafür ist, wie groß der Heizenergiebedarf Ihres Hauses und wie hoch die Vorlauftemperatur des Heizsystems ist. Die erreichbare Vorlauftemperatur bei Wärmepumpen hat sich in den letzten Jahren deutlich erhöht. Natürlich muss trotzdem bei wenig sanierten Wohngebäuden geprüft werden, ob die Wärmepumpe eine gute Energieeffizienz erreichen kann. Dabei können bereits kleinere Maßnahmen das eigene Haus fit für eine Wärmepumpe machen. Manchmal reicht schon der Austausch einzelner Heizkörper oder eine gezielte Maßnahme beim der Dämmung.

Die Pelletheizung

Wer auf Holz als Energieträger nicht verzichten möchte, sollte anstelle von Scheitholz auf eine Pelletheizung setzen. Diese funktioniert ähnlich wie Öl- und Gasheizungen vollautomatisch. Die aus Holz- und Holzresten bestehenden Pellets führt eine Förderschnecke aus dem Lagerraum oder Silo dem Kessel zur Verbrennung zu. Pellets haben in der Regel eine niedrige Restfeuchte, sind frei von Rinde und verbrennen damit auch sauberer als Scheitholz.

Gegenüber Scheitholz werden deutlich weniger Schadstoffe als auch Asche produziert. Diese muss wenige Male im Jahr entsorgt werden. Allerdings ist die Kontrolle durch den Schornsteinfeger etwas aufwändiger als bei einer Gas- oder Ölheizung.
Wer sich für eine Pelletheizung entscheidet, kann (Stand April 2024) aufgrund der Zuordnung als erneuerbarer Energieträger über verschiedene Bundes- und Landesprogramme Förderungen erhalten.

Heizen mit Holz: ein kostbarer Rohstoff
Holz in Form von Scheitholz oder Pellets kann eine Alternative zu fossilen Brennstoffen sein, wenn diese zertifiziert sind und nicht extra abgeholzt werden (am besten nur Abfallstoffe aus der holzverarbeitenden regionalen Produktion bzw. Abfallhölzer aus dem eigenen Bestand) – denn die Wälder sind zukünftig als sogenannte CO2-Senken bzw. CO2-Speicher wichtig, um unsere hohe CO2-Belastung abzufedern beim immer mehr einsetzenden Klimawandel.

Das freigesetzte CO2 kann erst sehr langsam über die nächsten Jahrzehnte in den Bäumen wieder gebunden werden. Klimaneutralität ist somit mit Holzheizung erst nach vielen Jahren erreichbar. Je nach Baumart kann es bis zu 100/150 Jahre dauern, bis ein neugepflanzter Baum einen hohen ökologischen Wert entwickelt hat.

Elektroheizung

Wärme direkt aus der Steckdose, dass klingt zunächst sehr verlockend. Doch in der Regel sorgen Elektroheizungen für hohe Stromkosten. Sie sind allenfalls ökologisch sinnvoll, wenn selbst erzeugter Strom bzw. Ökostrom zum Einsatz kommt. Kommt aber der Strom aus fossilen Quellen wie Kohle oder Gas, ist das Heizen ein CO2-Verursacher und somit umweltschädlich. Und: kommt kein eigener Strom (z.B. aus der PV-Anlage) zum Einsatz, ist sie als Hauptheizung durch die hohen Strompreise zu teuer.

Generell gilt: Stromdirektheizungen sollten mit Photovoltaik kombiniert werden. Dabei sind Wärmespeicher oder Speichermassen wie Solar- oder Pufferspeicher im Haus sinnvoll. Während Stromdirektheizungen die Wärme unmittelbar abgeben, tun dies Stromspeicherheizungen nach und nach. ES gilt dabei zu bedenken, dass in der Jahreszeit (Winter) wenn der Strom zum Heizen benötigt wird, die Solarkraft und damit auch der Ertrag auf dem eigenen Dach gering ist.

Nachtspeicherheizungen
Ein Auslaufmodell sind die sogenannten Nachtspeicherheizungen, die ebenfalls elektrisch Heizwärme herstellen. Diese wandeln Strom 1:1 in Wärme um – allerdings deutlich ineffizienter als eine Wärmepumpe. In schlecht sanierten Gebäuden kann es dadurch zu hohen Energiekosten kommen.
In der Regel bieten Netzbetreiber günstigere Heizstromtarife an, um nicht den teuren Haushaltsstrom bezahlen zu müssen. Dazu sind dann zwei Zähler als auch zwei Stromkreise nötig, um entsprechend zu Messen. Zählerschrank und das Verlegen neuer Leitungen kostet ungefähr 1.500 bis 2.000 Euro (je  nach Größe des Wohnbereichs) und erfordert eine zweite jährliche Grundgebühr für den neuen Zähler.

Infrarotheizungen
Ebenso rein mit Strom laufen Infrarotheizungen, die Wärmestrahlen abgeben. Diese erwärmen Wände, Böden und Gegenstände, wodurch sich der Raum aufheizt. Infrarotheizungen haben einen Wirkungsgrad von nahezu 100 Prozent. Der investierte Strom wird eins zu eins in Wärme umgesetzt. Allerdings wird auch bei Wärmestrahlen ein Teil der Energie an die Luft abgegeben.  Herstellerunternehmen sprechen oft von 20 Prozent Konvektionsverlust.
Da eine Direktheizung in der Regel mit teurem Tagstrom betrieben wird, arbeitet sie sogar noch weniger wirtschaftlich als eine Nachtspeicherheizung. Der Vorteil, dass Infrarotheizungen in der Anschaffung besonders günstig sind, ist damit in kurzer Zeit wieder aufgehoben.

Die Brennstoffzellenheizung

Brennstoffzellen-Heizungen erzeugen nicht nur Wärme, sondern gleichzeitig jede Menge Strom. Das macht diese Technik extrem energieeffizient. Gleichzeitig sind die Anlagen schadstoffarm und leise. In einem sogenannten Reformer wird Erdgas mit Wasserdampf vermischt. Dabei entstehen Kohlenmonoxid (später Kohlendioxid) und Wasserstoff. In der Brennstoffzelle reagiert dieser Wasserstoff dann zusammen mit Sauerstoff (aus der Luft) zu Wasser. Dabei entstehen Strom und Wärme – ein einfaches und sehr effizientes Funktionsprinzip. Verglichen mit Verbrennungsheizungen wird deutlich weniger CO2 freigesetzt. Es verbleiben Restemissionen, da die Heizung mit fossilen Brennstoffen betrieben wird.

Zu unterscheiden sind zwei Arten von Brennstoffzellen:

• SOFC-Brennstoffzellen sind günstiger, weil sie keinen externen Reformer benötigen. Allerdings kann es länger dauern, bis sie ihre Arbeitstemperatur erreicht haben.
• PEMFC-Brennstoffzellen sind hingegen teurer und schmutzanfälliger (verunreinigtes Gas). Jedoch sind sie einfach gebaut, kompakt und erreichen zügig ihre Arbeitstemperatur.

Für Einfamilienhäuser gibt es auf dem Markt durchaus Geräte (weniger als 1 kW elektrische Leistung) die gut an den Strombedarf eines Haushalts angepasst sind. Meisten werden diese Geräte als Kombi-Geräte gekauft, der mit einem Brennwertkessel ausgestattet ist und den Großteil der Wärmeversorgung übernimmt.

Neben dem gleichzeitigen erzeugen von Strom und Wärme haben Brennstoffzellen den Vorteil der staatlichen Förderung. Allerdings bleiben die Investitionskosten trotzdem hoch (ab 30.000 Euro, Stand 2024) und es gibt eine Abhängigkeit vom fossilen Brennstoff Gas. Dieses kann zurzeit nur umgangen werden mit der Zuführung von Biogas. Eine weitere Alternative wäre Wasserstoff, der mit erneuerbarem Strom produziert wurde. Für den massenhaften Einsatz in privaten Heizungen dürfte er allerdings zu teuer bleiben, da die Produktionsmenge zunächst für andere Technologien benötigt wird (z.B. Schwerindustrie wie Stahlwerke).

Die Solarthermieanlage

Mit Sonnenstrahlen lässt sich nicht nur Strom erzeugen (durch eine Photovoltaikanlage) sondern auch Wärme für Heizung und Warmwasser. Das geschieht mittels auf dem Dach angebrachter Solarkollektoren und die darin enthaltende Solarflüssigkeit. Diese transportiert die Wärme in den Pufferspeicher und fließt abgekühlt zurück zu den Kollektoren.

Wahlweise lässt sich damit Warmwasser erzeugen oder zusätzlich heizen. Die Heizenergie wird extrem kostengünstig gewonnen, ohne dass CO2 freigesetzt wird. In den Sommermonaten sorgt die Solarthermie allein für Warmwasser und schickt den Heizkessel in die Sommerpause. Während der Heizperiode im Winter sind die Tage oft zu dunkel, sodass die Sonnenenergie nicht ausreicht, um den vollständigen Wärmebedarf für Wasser und Heizung zu decken. Solarthermieanlagen ergänzen daher sehr gut die Hauptheiztechnik, genügen jedoch nicht als alleinige Heiztechnik. So lässt sich auch eine bestehende Gasheizung schnell und relativ kostengünstig mit Solarthermie und PV ergänzen, was zur Emissionsminderung beiträgt.

Klimaneutral, kostenlos und unbegrenzt verfügbar: Die Nutzung der Sonne als erneuerbare Energiequelle hat viele Vorteile. Jährlich stehen in Deutschland pro Quadratmeter im Mittel 1.050 Kilowattstunden Sonnenenergie zur freien Verfügung. Durch die Anschaffung einer solarthermischen Anlage spart man auf Dauer Warmwasser – und Heizkosten ein. Gleichzeitig ist sie ein wichtigen Beitrag, den Verbrauch fossiler Energien zu senken und CO2-Emissionen zu reduzieren.

Zu berücksichtigen ist, dass alle Solaranlagen witterungsabhängig sind und sie damit als alleinige Heiztechnik nicht ausreicht (Kombination Gasheizung, besser noch Wärmepumpe). Wichtig ist auch, dass eine geeignete Dachfläche vorhanden ist. Als Faustregel kann man sagen:

• Warmwasser: bei Flachkollektoren wird pro Person eine Fläche von 1,5 m² benötigt. Bei Röhrenkollektoren genügt 1 m² pro Person.
• Warmwasser und Heizung: bei Flachkollektoren sind pro Person 3 m² erforderlich, bei Röhrenkollektoren etwa 2 m²