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Themenheft

Heizen ohne Öl und Gas Mehr Wissen für Verbraucher

DGS-Verbraucherbegleitung – www.dgs-sektion-muenchen.de


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Heizen ohne Öl und Gas – die Alternativen Das Zeitalter der Verbrennung von Öl und Gas zu Heizzwecken nähert sich seinem Ende.

Bild: dpa Es ist keine Panikmache, frühzeitig auf bevorstehende Verknappungen mit steigenden Preisen hinzuweisen wird.

Wir befinden uns heute

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hier

und sehen eindeutig den

Rückgang der Ölförderung. Bei Gas ist die Lage ähnlich: Das Maximum der Förderung wird um 2020, also schon in 8 Jahren erwartet. Größter Nachteil bei den Vorkommen: Sie liegen zur Hälfte der Vorkommen in nur 3 Ländern: Russland, Iran und Katar.


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Allerdings liegen unter dem allmählich zurückgehendem Polareis in der Tat noch unerschlossene Ölvorkommen, die die internationalen Konzerne zu fördern versuchen.. Die Bohrungen in diesem ökologisch sensiblen Gebiet werden von Meeresbiologen und Klimaforschern abgelehnt. Tiefseebohrungen in kalten Zonen bringen unerkannte Probleme mit sich, jede Unfallbekämpfung ist dort wesentlich schwieriger. Entscheidend ist vor allem, dass die Verbrennung von Öl und Gas auch durch neue Funde nicht verlängert werden darf. Das würde den Klimawandel beschleunigen und die Spirale der Umweltsorgen weiter antreiben.

Wer eine Heizungserneuerung vornimmt, kauft für die nächsten 20 Jahre ein, es muss also daran gedacht werden, welcher Energieträger im Jahre 2033 noch bezahlbar sein wird und was die Verwendung auf dem Globus anrichtet! Wir sind zur Folgenabschätzung unseres Handelns verpflichtet! Grundüberlegungen Heizen ist nichts anderes als ein ständiger „Nachfüllprozess“, ein laufendes Ersetzen der Wärme, die aus Häusern und Wohnungen entweicht und verloren geht. Vernünftiges Heizen bedeutet also, Heizwärmeverluste zu vermeiden. Modernes Heizen, zeitgemäßes Heizen und umwelt-bewusstes Heizen erfordert deshalb ohne Vorbehalte die Verringerung des Heizwärmebedarfs durch Dämmung der Gebäudehülle. Heizungserneuerung schließt ein neues Denken über das Gesamtsystem „Haus + Heizung“ ein.


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Tausende von Passivhäusern liefern den Beweis dafür, dass es die Dämmung der Gebäudehülle ist, die das Heizen fast zur Nebensache machen kann.

Die grundlegende Voraussetzung für vernünftiges Heizen ist die Verringerung des Heizwärmebedarfs. (HWB)

Bild: Knauff, Immowelt

Der hohe Heizwärmebedarf der älteren Häuser ist eine Mit-Ursache für den Heizkostenanstieg. Drastische Senkung der Bedarfswerte ist notwendig, um auf zeitgemäße Werte zu kommen. Eingesparte Brennstoffkosten refinanzieren die Kosten für Gebäudedämmung und die Erneuerung des Heizsystems, Die nachfolgende Tabelle zeigt in drei Gruppen die grün gelb rot .

angestrebten geringen Verbrauchswerte gerade noch tolerierbaren Werte absolut viel zu hohen Verbräuche

für ein Haus mit 120 m2 beheizter Wohnfläche. In dieses Schema kann Ihr Haus eingeordnet werden. Die passenden Heizungsmöglichkeiten sind später unter der jeweiligen Gruppe zu finden.


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Gruppe 3/7

A B C D E

= = = = =

angestrebte Verbrauchswerte:

HWB in Liter/m3 pro m2 Wohnfläche /Jahr dito in Kilowattstunden Wärmeenergie resultierender Jahresverbrauch f. 120 m2 Jahreskosten bei Preis von 90 Cent/Liter Jahreskosten bei Preis von 1.30 € (2020)

Gruppe 10/15

A B C D E

3 30 360 324 468

5 50 600 540 780

7 70 840 756 1092

verbesserungswürdige, ungünstige Verbrauchswerte:

10 100 1200 1080 1560

Gruppe 20/25

15 150 1800 1620 2340

nicht akzeptable, alte Verbrauchswerte: A B C D E

20 200 2400 2160 3120

25 250 3000 2700 3900

Die Möglichkeiten, ohne Öl und Gas zu heizen, richten sich nach der Gruppenzugehörigkeit des betreffenden Hauses in diesem Schema. Je günstiger der Heizwärmebedarf im grünen Bereich dieser Tabelle liegt, desto besser sind auch die technischen Alternativen:

Gruppe 3 / 7 aus Zeile A Definition: Häuser in diesem Heizwärmebedarfs-Bereich sind sehr gut bis gut gedämmt.


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Umfang und Güte der Dämm-Maßnahmen entscheiden über die Heizungsalternative. Für Häuser aus Gruppe 3 / 7 kommen in Betracht:

Option 1 2

Luftwärmepumpe, monovalent Luftwärmepumpe, bivalent

Luftwärmepumpen werden von vielen Qualitätsherstellern in fortentwickelter Technik angeboten. Das Preisniveau ist günstig. Als Wärmequelle wird die Außenluft genutzt. Im Winter ist das bei tiefen Temperaturen ein Nachteil. Aber für Häuser mit niedrigem Heizwärmebedarf spielt das keine Rolle. Der relativ kleine Wärmebedarf kann bei hochgedämmten Häusern ohne elektrische Zusatzheizung an der Wärmepumpe gedeckt werden. Der Einsatz als alleinige Heizung ist problemlos möglich. ( monovalenter Betrieb ) Im bivalenten Betrieb zusammen mit einem zweiten Wärmeerzeuger im Haus ergeben sich technische Vorteile und Komfortgewinne. In Frage kommen Kachelöfen, Kaminöfen oder thermische Solaranlagen. Der Kachelofen oder Kaminofen muss dann ein „wassergeführtes Gerät“ sein. Solche Öfen besitzen Wassertaschen und sind je nach Anlagenkonzept mit einem Pufferspeicher oder mit dem Warmwasserspeicher verbunden. Der nicht als Strahlungswärme und als Konvektionswärme an den Raum abgegebene Wärmeteil wird dem Speicher zugeleitet. Damit kann vor allem in den kalten Perioden des Winters die Warmwasserversorgung unterstützt werden. Die Luftwärmepumpe wird damit entlastet, ggf. kann sogar ein geringer dimensioniertes Gerät installiert werden. ( Preisvorteil )


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Die Kombination mit einer Solaranlage spielt ihre Vorteile im Sommer aus. Während der Monate Mai bis Anfang Oktober übernimmt sie mit 90 % die komplette Warmwasserversorgung.

Bild: DGS München

Das führt zu dem Vorteil, dass die Luftwärmepumpe in dieser Zeit nicht zu arbeiten braucht. Dieser „Sommerurlaub“ des Gerätes wirkt sich positiv auf die Lebensdauer und Reparaturrate aus. Der Stromverbrauch der Wärmepumpe wird dadurch wesentlich geringer, es werden also Strom und Stromkosten gespart. Die neuen Umwälzpumpen von Solaranlagen verbrauchen nur noch 5-30 Watt pro Stunde. ( je nach Volumenstrom = Durchflussmenge )

Resultat für Gruppe 3 / 7 Favorit unter den Alternativen ist die Luftwärmepumpe Preisrahmen monovalent bivalent

10. – 12.000.-€ 13. - 16.000.-€, nach oben offen

Einfacher Einbau, niedrige Betriebskosten, keine Brennstoffkosten.

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Gruppe 10 bis 15 aus Zeile A Definition: Häuser dieser Kategorie sind befriedigend bis ausreichend gedämmt Dachdämmung oder Fassadendämmung, Dämmstärken sind nicht im aktuellen Maß vorhanden, Fenster in mittlerem Zustand


7 Für Häuser dieser Gruppe kommen in Betracht: Option 1 Erdwärmepumpe / Grundwasser-Wärmepumpe monovalent oder bivalent Option 2 Pelletsheizung Option 3 ab Ende 2015 / Anfang 2016: Brennstoffzellenheizung

Option 1 Luftwärmepumpen stoßen bei diesen Wärmebedarfswerten bereits an ihre Grenzen. Sie können zwar noch eingesetzt werden, verrichten ihr Arbeit in den kalten Winterwochen aber nur mit Hilfe von zusätzlichem Heizstrom. Angesichts auch langfristig weiter ansteigender Strompreise ist das ein gravierender Kostennachteil für den Betreiber. Zu beachten ist der ökologische Nachteil von erhöhtem Stromverbrauch generell: Bei der Stromerzeugung im deutschen Strommix ( Durchschnitt aller Kraftwerke, Strom aus Kohle, Öl und Gas) werden immer noch 2,4 kWh Primärenergie verbraucht, um 1 kWh Strom zu gewinnen. Mit jeder verbrauchten Kilowattstunde Strom werden also mehr als zweieinhalbfach soviel Einheiten an wertvollen Energieträgern verbraucht. Dem entsprechend hoch sind auch die mit der Stromproduktion verbundenen CO2-Emissionen. Die Erdwärmepumpe kann immer auf eine fast gleich bleibende Wärmequelle mit einer Temperatur um + 10° zurück greifen. Elektrische Zusatzheizungen entfallen, der „Temperaturhub“ von etwa +10 ° auf die zum Heizen nötige Vorlauftemperatur von 30° für Flächenheizung und 60° für Radiatoren ist mit einem gegenüber der Luftwärmepumpe weit geringerem Antriebsstrom zu erreichen.

Erdwärmepumpe mit Erdkollektor Bild: Jens Riedel, 08359 Breitenbrunn


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hier mit Erdsonde . Die Erdwärmepumpe ist ebenso wie die Grundwasserwärmepumpe die leistungsfähigste Technik im Wärmepumpenbereich. Beim Kauf ist eine Jahresarbeitszahl (JAZZ) von 4 anzustreben. Diese Zahl sagt aus, in welchem Verhältnis Energieeinsatz (Strom) und Energiegewinn (Wärme) zu einander stehen. Die Jahresarbeitszahl ist ein Leistungsund Qualitätsmerkmal des jeweiligen Produktes. Für Erdwärmepumpen ist der Erdboden die Wärmequelle, bei Grundwasserwärmepumpen wird die gleichbleibende Temperatur des Grundwassers genutzt. Gängige Bezeichnungen sind: Sole-Erde-Wärmepumpe und Sole-WasserWärmepumpe. „Sole“ ist der Name für das in der Sonde oder im Kollektor zirkulierende Gemisch von Wasser und Frostschutzmittel. Ein bivalenter Betrieb ist auch hier möglich, ist sogar empfehlenswert. Die Grafik zeigt gelb den Stromanteil der thermischen Solaranlage, grün den der Erdoder Wasser-Wärmepumpe. Blau kennzeichnet den Antriebsstrom der Wärmepumpe, der von Mai bis September bei Solarnutzung gegen Null geht. Kosten und Emissionen werden vermieden, ungünstiger Primärenergieeinsatz vermindert

Bild: Rotex, Heating Systems, 74363 Güglingen


9 Option 2 Erdwärmepumpen werden von dem Handycap begleitet, dass sie im Altbaubestand meistens nicht zu realisieren sind, weil das notwendige schwere Baugerät keine Zufahrt auf das Grundstück findet und/oder sich dort im eingewachsenen Garten die Bauarbeiten nicht durchführen lassen. Die Pelletsheizung hingegen ist wie jede Öl- oder Gasheizung überall leicht montierbar.

Bild: Guntamatic, Peuerbach, Austria

Grundsätzlich ist die Pelletsheizung eine automatische Vollheizung modernster Technik für den Einsatz in allen erforderlichen Dimensionen. Sie ist zwar eine Verbrennungstechnik, trotz ihrer CO2-Emissionen klimaneutral, weil Holz ein nachwachsender Energieträger ist und das CO2 im Naturkreislauf ohne Belastung der Atmosphäre wieder in das nachwachsende Holz eingebunden wird. Die Pelletsheizung ist die unmittelbar systemverwandte Nachfolgerin der in absehbarer Zeit auslaufendenden Öl- und Gasheizungen. Allerdings handelt es sich bei ihr um eine Feststoff-Heizung. Feste Energieträger verbrennen unter stärkerer Staubentwicklung als flüssige oder gasförmige Stoffe. Feuerungstechnisch sind die Geräte heute sehr weit entwickelt und gewährleisten einen hoch zuverlässigen Betrieb. Die Verbrennungsluftzufuhr wird durch Lambdasonde + Luftmengenmessung exakt geregelt. Durch Feinstaubfilter werden auch heute schon bei vielen Markengeräten die verschärften Anforderungen der 1.BImschV ( 1.Bundesimissionsschutz-Verordnung ) auf deren 2. Stufe erfüllt. ( Rechtskräftig ab 31. 12.2014 )


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Vorteile

► universell einsetzbare Vollheizung ► ökologisch vollwertig ► wartungsarm, Aufwand aber höher als bei Öl und Gas ► Brennstoff günstiger als Öl und Gas ► üblicher Montageaufwand

Nachteile ► trockener, belüfteter Lagerraum für Pellets erforderlich ► weniger geeignet für Warmwasserbereitung im Sommerbetrieb ► auf lange Sicht steigende Brennstoffkosten nicht auszuschließen ► Kaminkehrerkosten

Bild: Deutscher Energieholz- und Pelletsverband Preise pro kWh !!

Die Preise für Pellets liegen deutlich unter denen von Gas und erheblich unter den Ölpreisen. Pellets besitzen in etwa nur den halben Heizwert von Öl oder Gas, deshalb werden die Preise auf der für alle Energieträger gleichen Basis der kWh, der Kilowattstunde verglichen. Wie sich der Markt verhalten wird,wenn wie zu erwarten die Öl- und Gaspreise stark ansteigen, bleibt offen und nicht vorhersehbar. Kombination Pufferspeicher Im Sommerbetrieb zur Warmwasserbereitung würde der Pelletskessel nur mit großen Unterbrechungen zeitweise laufen. Auskühlungsverluste und eine weniger gute Verbrennung infolge der kurzen Brennerlaufzeiten wirken sich nachteilig aus. Mit einem passend dimensionierten Pufferspeicher lassen sich diese Faktoren ausschalten.


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Bild: Hans Astl, 6363 Westendorf, Austria

Der Brenner läuft nun jeweils länger, das Abgasverhalten wird wie im Winterbetrieb optimiert. Der Speicher verbessert den Betrieb auch im Winter durch deutliche Verringerung der sonst häufigen Brennerstarts. Bivalenter Betrieb mit thermischer Solaranlage Eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung „beurlaubt“ die Pelletsheizung während des ganzen Sommers. Der Pelletverbrauch wird spürbar reduziert und die Lebensdauer der Heizung wesentlich verlängert. 20 Jahre lang mit je 5 Monaten gerechnet ergeben 8,3 Jahre verringerte Feuerungszeit. Die damit erreichte Verlängerung der Anlagenlebensdauer beträgt mindestens 6 Jahre. Für diesen Vorteil der Kapitalnutzung kann die Solaranlage gerechnet werden. Sie arbeitet auf den bereits vorhandenen Speicher, der bei solcher Planung als Kombispeicher funktionieren muss.

Bild: Effiziento Haustechnik GmbH, 74363 Güglingen


12 Option 3 Brennstoffzellenheizung In Brennstoffzellen wird gleichzeitig Wärme und Strom erzeugt. Es liegt also KWK = Kraft-Wärme-Kopplung vor. Das gleiche Prinzip besteht bei den Blockheizkraftwerken. Der Unterschied liegt im Brennstoff: Während im BHKW der Brennstoff ( Gas, Pflanzenöl oder Pellets in herkömmlicher Weise verbrannt werden, läuft in der Brennstoffzelle eine elektrochemische Reaktion als „kalte“ Verbrennung ab.

In der Brennstoffzelle verbindet sich Wasserstoff mit Sauerstoff unter Abgabe von Energie zu Wasser. Die Brennstoffzelle ist damit die optimale Methode, um chemische Energie in einem elektrochemischen Prozess unmittelbar in elektrische Energie und Wärme umzuwandeln. Durch die Vermeidung von Zwischenschritten ist die Brennstoffzelle somit ungewöhnlich effizient. Als Quelle für den in der Zelle verwendeten Wasserstoff wird Erdgas verwendet, welches flächendeckend zur Verfügung steht. Der zur Geräteeinheit gehörende Reformer trennt den Wasserstoff von den übrigen Bestandteilen und reinigt ihn. Zu den vorteilen dieser Heizung zählen hoher Wirkungsgrad/hohe Effizienz (KWK) leichter Einbau, wenig Platzbedarf wenig CO2-Emissionen, Endprodukt Wasser sehr leise, wartungsarm Nachteil:

Noch erdgasgeführt, Weiterentwicklung aber sehr wahrscheinlich.


13 Auf längere Sicht dürfte mit einem eigenen Wasserstoff-ErzeugungsSystem zu rechnen sein, der den Reformer überflüssig macht. (2020)

Die Kosten der Geräte werden gegenwärtig für den Marktstart auf die Größenordnung um 20.000.-€ geschätzt.

Resultat für Gruppe 10 / 15 Favorit unter den Alternativen ist die Pelletsheizung wegen ihrer leichten Montage, bedeutsam besonders im umfangreichen Altbaubestand. . Preisrahmen monovalent mit Puffer 16. – 20.000.- € bivalent mit Solaranlage 19. - 23.000.- € Im Neubau ist die Erd-/Grundwasser-Wärmepumpe klar im Vorteil. Im Bereich der Bestandsmodernisierung steht sie mit der Pelletsheizung dann auf gleichem, fallweise auch über dem Niveau der Pelletsheizung, wenn sie „baustellengängig“ ist. Preisrahmen monovalent bivalent mit Solaranlage (* einschl. Kombispeicher, der nicht zum monovalenten Betrieb gehört

18 – 23.000.- € 23. - 27.000.- € (*

Brennstoffzelle

20.000.- € + ?

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Gruppe 20 bis 25 aus Zeile A Definition: Die Häuser dieser Kategorie sind schlecht bis mangelhaft gedämmt. Sie sind energetisch nicht gegenüber Baudatum verbessert worden und zeigen einen heute nicht mehr vertretbaren Heizenergiebedarf auf. Für Häuser dieser Gruppe kommen in Betracht: Option 1 Option 2

MIni-Blockheizkraftwerk, ( BHKW ) Pelletsheizung mono- oder bivalent

Option 1

Das Blockheizkraftwerk produziert gleichzeitig Heizwärme und Strom. Durch diese Kombination wird ein Wirkungsgrad von bis zu 92% erzielt.

Bild: Steinheimer Umwelt-GmbH

Während des Heizens wird Strom gewonnen und jede der erzeugten Kiolowattstunden ersetzt den sonst im Kraftwerk notwendigen Einsatz des 2,6-fachen an Primärenergie. Der selber produzierte Strom kann eingespeist oder als Eigenverbrauch genutzt werden. Diese Stromverwertung finanziert den Brennstoff für das BHKW. Die seit 2011 von mehreren Herstellern angebotenen neuen Entwicklungen passen zum Ein- und Mehr-Familienhaus. Sie werden wahlweise mit Gas-, Pflanzenöl- oder Pelletsmotoren betrieben. Das Blockheizkraftwerk ist deshalb die Heizungsalternative für Häuser mit hohem Heizenergiebedarf, weil sie mindestens 6.000 Stunden im Jahr (8.544 Stunden)


15 laufen müssen, um die der Brennstoff-Finanzierung adäquate Stromerzeugung zu leisten. In den besser gedämmten Gebäuden sind nur kurze Laufzeiten für die relativ geringen Wärmebedarfswerte zu erwarten, die Stromproduktion wäre unzureichend. Vorteile

► ► ► ►

höchster Wirkungsgrad hohe Wirtschaftlichkeit mit Pflanzenöl oder Pellets ökologisch vollwertig Laufzeit über 80.000 Stunden Förderung

Nachteil

► ► ► ►

Brennstoffkosten – abhängig höherer Geräuschpegel Förderbedingungen schwankend Wartungsintensiv

Option 2

Pelletsheizung

wie auf Seite 9 geschildert.

Resultat für Gruppe 20 / 25 Favoriten sind in gleicher Weise das BHKW und die Pelletsheizung. Die gegenwärtig verfügbaren BHKWs werden meistens noch mit Gas betrieben. Dem Grundvorteil der kombinierten Wärme- und Stromproduktion steht also der ökologische Nachteil gegenüber, nicht in vollem Umfang umweltfreundlich zu sein. Dagegen erreicht die Wirtschaftlichkeit der Holzheizung nicht den Wert eines Mini-BHKW. Preisrahmen BHKW Pelletsheizung monovalent bivalent, mit Solar

15 - bis 18.000.- € 16 – bis 20.000.19 - bis 23.000.-


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Gesamtergebnis: Leitsatz : Heizen ist eine Funktion der Gebäudehülle, eine veränderliche Größe,( der Heizaufwand) die von einer anderen Größe ( der Gebäudehülle ) abhängig ist, Heizen ergibt sich aus der Gebäudehülle + Heizaggregat Das „Heizen“ umfasst beides, die Hülle und das Aggregat. Nur in diesem Zusammenhang kann sinnvoll über die Art der „Heizung“, des Heizaggregats, entschieden werden. Letztlich soll die Auswahl der Heiztechnik („Aggregat“) nicht nach individuellem Empfinden stattfinden. Die Reihenfolge der technischen Optionen ist sachlich fundiert: Vom Haus mit geringem Heizwärmebedarf aufsteigend zum Gebäude mit einem noch hohen Bedarf

Pelletsheizung . Blockheizkraftwerk Pelletsheizung Brennstoffzellenheizung ab 2015/16 Erd- / Grundwasser-Wärmepumpe Luftwärmepumpe . Fallbezogen müssen alle Kombinationsmöglichkeiten auf ihren ökologischen und ökonomischen Nutzen hin geprüft werden: Im Zusammenwirken der Basisheizung mit Solaranlage, Kachel-/Kaminofen, Pufferspeichernutzung, Wärmeverteilsystem. Die Vielzahl der sich hieraus ergebenden Detaillösungen lassen sich nicht allgemeinverbindlich darstellen. Fallbezogen ist jeweils eine genaue Analyse zu erarbeiten, bei der auch die Lebenssituation der Bewohner und die künftigen Nutzungsverhältnisse des Hauses eine Rolle spielen.

__________________________________________ HW02/13


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