Vergleich unterschiedlicher Heizsysteme
Ölheizung
Die Ölheizung war bis dato neben der klassischen Gasheizung das beliebteste Heizsystem in Bayern. Heizöl wird in einen Lagerbehälter getankt von dem sich die Heizung über die Versorgungsleitung den Brennstoff holt und verbrennt. Durch die Abwärme wird die Heizung und Warmwasser erzeugt.
Pro
- Geringe Anschaffungskosten im Vergleich zu anderen Heizungssystemen
- Zuverlässige und ausgereifte Technik, kaum störungsanfällig
- Viele Heiz- und Lagersysteme sind bereits für künftige biogene und synthetische Heizöle (z.B. E-Fuels) geeignet
- Durch die Vorratshaltung können ungünstige Preisentwicklungen „ausgesessen“ werden und preisgünstige Situationen zur Wiederbevorratung genutzt werden
- Autarkie bei der Wahl des Lieferanten
- Flüssiger Kraftstoff hat an sich eine sehr hohe Energiedichte als Brennstoffspeicher
- Gut kombinierbar mit anderen regenerativen Komponenten (Wärmepumpe, Solarthermie, Pellets etc.) um deren ungünstige Spitzenlasten im Winter abzudecken.
- Bestehendes Herstellungs- und Vertriebsnetz, keine zusätzlichen Investitionen in die Errichtung einer Infrastruktur nötig
Pro
- Geringe Anschaffungskosten im Vergleich zu anderen Heizungssystemen
- Zuverlässige und ausgereifte Technik, kaum störungsanfällig
- Viele Heiz- und Lagersysteme sind bereits für künftige biogene und synthetische Heizöle (z.B. E-Fuels) geeignet
- Durch die Vorratshaltung können ungünstige Preisentwicklungen „ausgesessen“ werden und preisgünstige Situationen zur Wiederbevorratung genutzt werden
- Autarkie bei der Wahl des Lieferanten
- Flüssiger Kraftstoff hat an sich eine sehr hohe Energiedichte als Brennstoffspeicher
- Gut kombinierbar mit anderen regenerativen Komponenten (Wärmepumpe, Solarthermie, Pellets etc.) um deren ungünstige Spitzenlasten im Winter abzudecken.
- Bestehendes Herstellungs- und Vertriebsnetz, keine zusätzlichen Investitionen in die Errichtung einer Infrastruktur nötig
Contra
- Fossiler Kraftstoff; Endliche Vorräte
- Vergleichsweiser hoher CO2 Ausstoß im Vergleich zu anderen Energieträgern 312 Gramm / Kilowattstunde (Wärmepumpe 156 Gramm im derzeitigen Strommix, fossile Fernwärme 299 Gramm, Erdgas 241 Gramm, Holz 20 Gramm)
- Die 2021 eingeführte CO2 Besteuerung steigt bis 2025 von ursprünglich 25 € / to. auf 45 € / to. Ab 2026 werden die Emissionszertifikate versteigert, wobei zumindest noch 2026 ein Preiskorridor von 55 bis 65 Euro pro Tonne CO2 gilt. Ab 2027 soll sich der Preis dann ganz frei am Markt bilden. Die Bundesregierung unterstellt dass dann der CO2-Preis von 2026 bis 2035 bei 65 Euro pro Tonne liegen wird.
- Ab 2026 gemäß Beschlusspaket der ehemaligen großen Koalition keine Neuerrichtung von Heizungen die alleine mit Heizöl betrieben werden dürfen. Das geltende Gesetz sieht die Einbindung von 15% regenerativer Energie vor – Das Wirtschaftsministerium möchte dies bereits auf 2024 vorziehen und die Einbindung regenerativer Energien auf 65% erhöhen was dann die Investitionskosten deutlich erhöhen würde
- Geplantes Heizölverbot ab 2045 um die beabsichtigte Klimaneutralität Deutschlands 2050 zu erreichen
Contra
- Fossiler Kraftstoff; Endliche Vorräte
- Vergleichsweiser hoher CO2 Ausstoß im Vergleich zu anderen Energieträgern 312 Gramm / Kilowattstunde (Wärmepumpe 156 Gramm im derzeitigen Strommix, fossile Fernwärme 299 Gramm, Erdgas 241 Gramm, Holz 20 Gramm)
- Die 2021 eingeführte CO2 Besteuerung steigt bis 2025 von ursprünglich 25 € / to. auf 45 € / to. Ab 2026 werden die Emissionszertifikate versteigert, wobei zumindest noch 2026 ein Preiskorridor von 55 bis 65 Euro pro Tonne CO2 gilt. Ab 2027 soll sich der Preis dann ganz frei am Markt bilden. Die Bundesregierung unterstellt dass dann der CO2-Preis von 2026 bis 2035 bei 65 Euro pro Tonne liegen wird.
- Ab 2026 gemäß Beschlusspaket der ehemaligen großen Koalition keine Neuerrichtung von Heizungen die alleine mit Heizöl betrieben werden dürfen. Das geltende Gesetz sieht die Einbindung von 15% regenerativer Energie vor – Das Wirtschaftsministerium möchte dies bereits auf 2024 vorziehen und die Einbindung regenerativer Energien auf 65% erhöhen was dann die Investitionskosten deutlich erhöhen würde
- Geplantes Heizölverbot ab 2045 um die beabsichtigte Klimaneutralität Deutschlands 2050 zu erreichen
Gasheizung
Die Gasheizung war bis dato das beliebteste Heizsystem in Deutschland – Zwei Drittel der deutschen Haushalte nutzen diese aktuell zur Wärmeerzeugung. Die Funktion der Gasheizung unterscheidet sich nicht gravierend von anderen Heizungsarten; Gasheizungen können entweder mit Erdgas oder Flüssiggas betrieben werden. Beim Einsatz eines Gasbrennwertkessels etwa liegt der Fokus auf der optimalen Ausnutzung des verfügbaren Energieträgers Dabei überzeugt dieser Heizungstyp auch durch seinen hohen Wirkungsgrad.
Pro
- Geringste Anschaffungskosten im Vergleich zu anderen Heizungssystemen
- Zuverlässige und ausgereifte Technik, kaum störungsanfällig
- Relative Autarkie bei der Wahl des Lieferanten
- Gasförmiger Energieträger hat an sich eine sehr hohe Energiedichte als Brennstoffspeicher
- Gut kombinierbar mit anderen regenerativen Komponenten (Wärmepumpe, Solarthermie, Pellets etc.) um deren ungünstige Spitzenlasten im Winter abzudecken.
- Bestehendes Herstellungs- und Vertriebsnetz, keine zusätzlichen Investitionen in die Errichtung einer Infrastruktur nötig
- Viele Heizgeräte sind für künftige biogene und synthetische Gase geeignet
Contra
- Fossiler Energieträger; Endliche Vorräte
- Sehr hohe Importabhängigkeit von ausländischen Lieferanten da die im Inland geförderten Mengen nur für ca. 5% unseres Bedarfes ausreichen. Durch die jüngsten geopolitischen Verwerfungen und dem Importboykott gegenüber unserem ehemaligen Hauptlieferanten wird sich hier eine mittelfristige Diversifikation auf neue Lieferanten anhand der benötigten Mengen und der deutlich höheren Bezugspreise als sehr herausfordernd erweisen; Gasmangellagen können eintreten.
- Vergleichsweiser hoher CO2 Ausstoß im Vergleich zu anderen Energieträgern mit 241 Gramm / Kilowattstunde (Holz 20 Gramm, Wärmepumpe 156 Gramm im derzeitigen Strommix, fossile Fernwärme 299 Gramm, Heizöl 341 Gramm)
- Das in jüngster Zeit importierte Flüssiggas (LNG – Liquified Natural Gas) wird hauptsächlich durch Fracking erzeugt welches aus Umweltschutzgründen sehr umstritten ist. Durch die langen Transportwege mit Schiffen und der aufwendigeren nötigen Infrastruktur zur Regasifizierung und dem damit verbundenen Einsatz von Bioziden und Chlor treten hier der Klimaschutzaspekt und auch die Wirtschaftlichkeit in den Hintergrund
- Die 2021 eingeführte CO2 Besteuerung steigt bis 2025 von ursprünglich 25 € / to. auf 45 € / to. Ab 2026 werden die Emissionszertifikate versteigert, wobei zumindest noch 2026 ein Preiskorridor von 55 bis 65 Euro pro Tonne CO2 gilt. Ab 2027 soll sich der Preis dann ganz frei am Markt bilden. Die Bundesregierung unterstellt dass dann der CO2-Preis von 2026 bis 2035 bei 65 Euro pro Tonne liegen wird.
Wärmepumpe
Die Wärmepumpe nimmt einem Medium seine Energie ab, kann der Luft Wärme entziehen, Erdwärme nutzen, oder dem Grundwasser Wärme entziehen. Diese Wärme gelangt in ein Leitungssystem mit Kältemittel und wird zum Verdampfen gebracht. Da der Dampf zum Heizen noch zu kalt wäre muß dieser durch einen strombetriebenen Kompressor verdichtet werden. So erhöht sich der Druck und die Temperatur und die Wärme gelangt in den Heizkreislauf des Gebäudes. Ein Entspannungsventil sorgt wieder für das ursprüngliche Druckniveau, der Kreislauf beginnt von neuem.
Eine Heizlastberechnung und hydraulischer Abgleich gehören zur Planung einer Neuanlage dazu um eine seriöse und fachgerechte Auslegung des neuen Systems sicherzustellen. Außerdem muß überprüft werden ob eventuell bestehende Heizkörper ausgetauscht werden müssen.
Pro
- Energie-Effizient bei optimaler Auslegung und Umgebungsbedingungen – Wärmepumpe nimmt einem Medium die Energie ab . Durch den Einsatz von 1 Kilowattstunde und erhält man bei optimaler Auslegung 3 – 5 Kilowattstunden zurück
- Geringere CO2-Emmissionen von 156 Gramm / Kilowattstunde im derzeitigen Strommix im Vergleich zu fossilen Energieträgern (Heizöl 312 Gramm, fossile Fernwärme 299 Gramm, Erdgas 241 Gramm)
- 1/3 Wärmepumpen im Einsatz bei Neubauten, Tendenz steigend
- Erfüllung der aktuellen und angedachten gesetzlichen Vorgaben / Ziele für Heizungsanlagen
- Der Einsatz natürlicher Kältemittel ist weder ozonschädigend noch klimaschädlich und ungiftig.
- Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern im Betrieb mit regenerativem Strom
- Heizkessel, Tank und Abgasanlage (Schornstein) entfallen
Contra
- Bei Bestandsimmobilien höhere Anschaffungskosten als klassische Heizungssysteme die jedoch teilweise wieder über Subventionen gemildert werden
- Die aktuellen Stromnetze sind für hunderttausende neue Wärmepumpen gar nicht ausgelegt; Strommangellagen werden wahrscheinlicher. Wärmepumpen können bei Strommangellagen über den Smartmeter laut Chef der Bundesnetzagentur über „Lastmanagement“ geregelt werden, bedeutet im Klartext abgeschaltet bzw. die Stromzuteilung „rationiert“ werden. Eine EVU-Sperre verhindert bereits heute, dass Wärmepumpen zu Spitzenlastzeiten Strom verbrauchen. Das EnergieVersorgungsUnternehmen (EVU) richtet für Wärmepumpen, die mit Strom zum vergünstigten Wärmepumpentarif betrieben werden, eine Sperrzeit ein. In dieser Sperrzeit wird die Wärmepumpe abgeschaltet, um so das Stromnetz zu entlasten. Je mehr strombedingte Unterbrechungen im Betrieb eintreten desto höher wird der Stromverbrauch der Anlage um den Heizbetrieb aufrecht zu erhalten.
- In den meisten Fällen beinhaltet das Kältemittel von heutigen Wärmepumpen künstliche Gase der Stoffgruppe der Per- und Polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS). Diese F-Gase werden für so giftig und persistent erachtet, dass sie in Europa bereits in wenigen Jahren ganz überwiegend verboten sein sollen. Entsprechende Gesetzesentwürfe sind bereits auf dem Wege. Das bedeutet, dass Betreiber hier künftig mit Folgekosten durch den Ersatz dieser PFAS-Gase mit umweltfreundlicheren Substanzen rechnen müssen
- Alternative natürliche und klimafreundliche Kältemittel sind brennbar und stellen bei nennenswerten Luftkonzentrationen ein Explosionsrisiko dar. Daher ist ihr Einsatz in Wärmepumpen auch mit einem höheren technischen Sicherheitsaufwand verbunden. Nicht brennbare, natürliche Kältemittel wie Ammoniak, Kohlendioxid oder Wasser machen aufgrund ihrer thermodynamischen Eigenschaften ebenfalls einen höheren technischen Aufwand notwendig.
- Wärmepumpen brauchen zur Entfaltung ihrer vollen Wirksamkeit und zur Milderung von eventuellen Belästigungen durch Tieffrequenten Schall gewisse Mindestabstände zu Gebäude und Nachbargrundstücken. Dies kann bei engen Bebauungslagen zu Problemen führen
- Die Folgen von technisch erzeugtem Tieffrequenten Schall und Infraschall werden erst allmählich verstanden. Studien belegen, dass die Grenzen zwischen “Hören” und “Fühlen” ab einer bestimmten Frequenz verwischen. Man nimmt bestimmte Töne weiter wahr, aber kann sie nicht verorten. Sie erzeugen Vibration im Körper und versetzen auch das Trommelfell in Schwingungen. Trotzdem hört man keinen Ton. Das hat gesundheitliche Folgen, wie eine Kommission bereits 2007 im Bundesgesundheitsblatt berichtete. (Quelle: Quarks)
Fernwärme
Fernwärme ist keine Erfindung der Neuzeit: Bereits die Römer – auch als Erfinder der Fußbodenheizung bekannt – transportierten heißes Wasser aus Thermalquellen über Rohrleitungen zu Gebäuden, um sie zu beheizen und mit Warmwasser zu versorgen.
Generell versteht man heute unter Fernwärme die zentrale Versorgung von Wohngebäuden und Gewerbebauten mit Warmwasser und Heizungswärme über einen geschlossenen Heizkreislauf mit Vor- und Rücklauf. Die Wärme wird dabei über ein Rohrleitungsnetz von Versorgern (heutzutage meist Heizkraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung) über Pump- und Übergabestationen an die Verbraucher geliefert. Das abgekühlte Wasser wird nach dem Wärmetausch wieder dem Fernwärmenetz zugeführt und zum Versorger geleitet und bildet damit ein geschlossenes System. Da Fernwärme gut transportiert werden kann, der Transport ab einer gewissen Rohrleitungslänge aber ineffizienter wird, sind die Verbraucher meist im Umkreis von bis zu 20 Kilometer Entfernung vom Kraftwerk angesiedelt. Erfolgt die Wärmeversorgung in einem räumlich kleinen Gebiet, spricht man auch von Nahwärme. Die Fernwärmetechnologie erlaubt es, Gebäude über kleine und mittlere Entfernungen mit Wärme zu versorgen. Die Endverbraucher benötigen anstatt eines Kessels einen Wärmeübertrager, der die Energie aus dem Wärmenetz an die Hausanlage überträgt.
Pro
- Bei der Kraft-Wärme-Kopplung werden neben dem Brennstoff auch die Abgase der Verbrennung genutzt, was den CO2-Ausstoß verringert und die Effizienz erhöht. Die Nutzung der Fernwärme als „Abfallprodukt“ welches ohnehin z.B. bei Produktionsvorgängen anfällt ist absolut sinnvoll und ökologisch (Primärenergiefaktor =0 und damit auch CO2 frei)
- Die Technik ist für den Verbraucher generell platzsparend und wartungsarm (Heizkessel, Tank und Abgasanlage (Schornstein) entfallen)
- Vergleichsweise günstige Anschaffungskosten gegenüber anderen Heizungsarten
- Die große Flexibilität bei der Produktion von Fernwärme zeigt das große Potential, mit dem diese Art der Wärmeversorgung einhergeht.
- Vorhandene Heizungen sind teilweise an Fernwärme anschließbar
Contra
- Fernwärme ist nicht überall verfügbar, manche Gebäude werden vom Versorger nicht berücksichtigt
- Fernwärme wird zum Großteil noch mittels fossiler Energieträger statt Abwärme erzeugt; Dann leidet auch die Umweltbilanz; Umstrukturierungen der Energieerzeugung bei Versorgern werden zwangsweise zu Preissteigerungen führen
- Die Wirtschaftlichkeit hängt deutlich von der Kostenforderung des Versorgers ab
- Wärmeverluste entstehen beim Transport
- Man bindet sich mit langjährigen Verträgen an einen Versorger mit Monopolstatus oder wird sogar dazu gezwungen (Anschlußzwang). Das birgt für den Verbraucher ein unüberschaubares Kostenpotential.
- Versorgungssicherheit: Es hat sich in den letzten 30 Jahren gezeigt, dass die Quelle “Industrieabwärme” doch relativ unstet über einen längeren Zeitraum ist. Es ist erstaunlich, in welch kurzen Fristen in Not geratene Industriebetriebe schliessen, welche heute noch Abwärme zur Verfügung stellen. Auch kann der Betrieb unplanmäßig kurzzeitig unterbrochen werden wie man es bei Corona oder den Lieferkettenengpässen jüngst gesehen hat.
Pellets- / Hackschnitzel und
Scheitholzheizung
Bei der Pelletheizung werden die industriell gepressten und entstaubten Pellets pneumatisch in einen Pelletsbunker oder in ein Sacksilo gefüllt. Von dort werden die Pellets über eine Förderschnecke oder Vakuumsauger zum eigentlichen Pelletofen transportiert und verbrannt und damit Wärme erzeugt. Lambdasonde und Abgastemperatursensoren überwachen den Verbrennungsprozess und sorgen dafür, dass die Pellets optimal und vollständig verbrannt werden. Mit der entstandenen Hitze wird der integrierte Wärmetauscher erwärmt, der die Wärme wiederum an den Heizkreislauf weiterleitet.
Eine Hackschnitzelheizung funktioniert in ähnlicher Weise.
Scheitholzkessel verbrennen gespaltene Holzscheite. Anders als in einem Kamin, bei dem das Holz von oben allmählich durchbrennt, funktioniert das in modernen Holzvergaserkesseln von unten. Die Vergasertechnik beruht auf dem Einsatz von zwei Brennkammern, die sich in ihrer Funktion unterscheiden. Während der sogenannten gestuften Verbrennung wird das eingeschichtete Stückholz in der ersten Brennkammer zunächst getrocknet und zu Holzgas. Die aus dem Scheitholz entweichenden Brenngase werden dann in einer zweiten Brennkammer unter Zugabe von weiterer Verbrennungsluft bei sehr hohen Temperaturen verbrannt.
Pro
- Ökologisch sinnvoll bei nachhaltiger Kreislaufwirtschaft (nachwachsender Rohstoff)
- CO2-Emmissionen von nur 20 Gramm / Kilowattstunde (Heizöl 312 Gramm, fossile Fernwärme 299, Erdgas 241 Gramm, Wärmepumpe mit aktuellem Strommix 156 Gramm)
- Freie Vorrathaltung
- Autarkie bei der Wahl des Lieferanten
- Das Heizen mit Holz ist verhältnismäßig günstig, denn in der Regel kommt das Brennmaterial direkt aus der heimischen Forstwirtschaft
Contra
- Das Umweltbundesamt spricht sich aus klimaschutzschutzreinhaltungs- und ökologischen Gründen zwischenzeitlich gegen die Holzheizung aus.
- Pellets werden bereits jetzt auch aus dem Ausland importiert, so wird teilweise eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft konterkariert und durch lange Transportwege zusätzliches CO2 freigesetzt.
- Deutlich höhere Anschaffungskosten als klassische Heizungssysteme durch zurückgefahrene staatliche Subventionen
- Holz- und Pelletsöfen müssen geregelte Feinstaubwerte einhalten. Dies sind gem. 1. BImSchV bei Feinstaub: 0,15 Gramm je Kubikmeter Abgas und bei Kohlenmonoxid 4 Gramm je Kubikmeter Abgas. Öfen die dies nicht einhalten müssen i.d.R. stillgelegt oder mit aktiven Partikelabscheidern oder passiven Feinstaubfiltern nachgerüstet werden. Passive Filter sind zwar billiger, müssen jedoch regelmäßig ausgetauscht werden. Aktive Abscheider sind teurer in der Anschaffung und werden über Strom betrieben, es fallen hier also zusätzlich Stromkosten an
- Das bei der Verbrennung freigesetzte gebundene CO2 in die Atmosphäre erfolgt viel schneller als die Jahrzehnte die ein Baum braucht um das CO2 während seines Wachstums aufzunehmen. Dieser CO2 Schub bleibt in der Atmosphäre bis neue Bäume nachgewachsen sind.
- Wichtig zu wissen ist, dass der Abstand zwischen dem Pellet-Lagerraum und der Straße nicht mehr als 30 Meter betragen darf. Andernfalls können Lieferfahrzeuge die Entfernung nicht mehr überbrücken bzw. erhöht sich die Feinstaubbildung beim Einblasen der Pellets in das Pelletlager was wiederum später zu Störungen im Heizbetrieb führen kann.
- Scheitholzheizungen müssen manuell beschickt werden
Biogas
In einer Biogasanlage werden organische Abfälle unter Ausschluss von Sauerstoff durch Bakterien abgebaut. Es werden Methan, Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff, Stickstoff produziert, genannt Vergärung. Diese findet ohne Sauerstoff statt, deshalb auch anaerobe Vergärung genannt. Ist das Biogas entwichen, bleibt ein Gärrest zurück – ein organischer Dünger für die Landwirtschaft. Das Biogas wird in einem Gasspeicher gespeichert und steht zur weiteren Verwendung als Energieträger bereit. Die Weiterverwendung spaltet sich auf in Austauschgas und Zusatzgas.
Während das Austauschgas dem fossilen Erdgas entspricht und auch in herkömmlichen Gasheizungsanlagen genutzt werden kann, ist das Zusetzen von Zusatzgas in das reguläre Gasnetz begrenzt. In Deutschland existieren etwa 15 gewerbliche Biogaseinspeiseanlagen. Dazu kommen allerdings viele Klein- und Kleinstproduzenten, vor allem aus dem landwirtschaftlichen Bereich. Unter allen Gasanbietern auf dem deutschen Markt bieten bisher rund 150 Versorger Bio- oder Ökogas an
Funktion Heizen mit Biogas:
Beim Heizen mit Biogas wird nur der Methananteil verbrannt, der die erforderliche Heizenergie liefert. Die Heizung beim Verbraucher läuft dann über einen Biogaskessel, welcher mit dem erzeugten Biogas gespeist wird oder alternativ, gleich wie bei der Fernwärmeheizung, durch die Abwärme bei der Verbrennung des Gases für die Stromerzeugung über ein Blockheizkraftwerk.
Pro
- Unabhängig von Wetter oder Saison, permanent verfügbar
- Transportier- und speicherbar
- Flexibler Einsatz, z.B. zur lokalen Energie-Bereitstellung oder als Energieträger im Mobilitätssektor.
- Biogas ist klimafreundlich. Vergorene Biomasse hat in Pflanzenform genau die Menge an CO2 gebunden, die bei der Verbrennung des späteren Biogases freigesetzt wird. Biogas verursacht damit keinen zusätzlichen Ausstoß von CO2. Weiterer Pluspunkt in der allgemeinen Klimabilanz ist, dass Biogas vor Ort produzierbar ist
Contra
- auch mit Nutzpflanzen wird Biogas in einer Biogasanlage hergestellt. Jedoch ist diese Praxis verpönt und trifft meist auf herkömmliche Biogasanlagen zur Flüssigvergärung zu.
- Der Anbau von Energiepflanzen auf beschränkten Flächen konkurriert mit der Nahrungsmittelproduktion und dem Schutz natürlicher Ökosysteme. Wenn für den Anbau von Energiepflanzen zum Beispiel Wälder abgeholzt werden, kann die Energiegewinnung aus Biomasse unterm Strich auch klimaschädlich sein.
- Weite Transportwege verursachen CO2-Emissionen. Gerade bei großen Biogasanlagen lässt sich der Rohstoffbedarf nicht immer aus der lokalen Umgebung decken. Müssen Biomasse und Gülle über weite Strecken per LKW angefahren werden, verursacht der Transport ungewollte CO2-Emissionen.
- Begrenzte Kapazitäten, daher hauptsächlich für ländliche Bereiche geeignet