Effizienz-Heizsysteme und ihre Bedeutung

Es ist das Modewort der letzten Jahre schlechthin: Effizienz. Von der Arbeitswelt, der Produktion, dem Management und sogar bis in das Privatleben hinein reicht die Bedeutung des Begriffes Effizienz. Und auch die TGA-Branche wurde, unter anderem bedingt durch den Klimawandel und sich extrem verteuernde fossile Energieträger durch die „Effizienz“ geprägt. Gerade in der Heiztechnik wurden Anlagen auf Effizienz ausgelegt, um Rohstoffe zu sparen oder sie sogar durch erneuerbare Energieträger ganz zu ersetzen. Doch welche Bedeutung haben energieeffiziente Heizsysteme im Markt? In welcher Richtung werden sich die Märkte entwickeln? Was sollten Gebäude-Energieberater schon heute beachten? Fragen, die im nachstehenden Beitrag beantwortet werden.


Oben: Luft-Wärmepumpen waren noch vor wenigen Jahren das Stiefkind auf dem Wärmepumpenmarkt. Heute bieten sie einen überzeugenden COP und haben in der Verkaufsstatistik Erd-Wärmepumpen überholt.

Unten: Der Effizienzgewinn unterschiedlicher Heizsysteme lässt sich einfach darstellen. Aber letztendlich entscheiden die individuellen Voraussetzungen des Nutzers und sein Umgang mit Wärmeenergie über die Effizienz.

Was bedeutet Effizienz in der Heizungstechnik? Ist es ein Synonym für bestimmte Energieträger? Kennzeichnet es bestimmte Technologien? Oder ist es alleine der Umgang der Nutzer mit einem Heizsystem? Wer „Effizientes Heizsystem“ bei Google eingibt, freut sich über rund 803.000 Ergebnisse – natürlich mit unterschiedlichsten Bedeutungen und Zielrichtungen. Glaubt man der 2009 neu erschienen Energieeinsparverordnung (EnEV) dann können energetische Richtwerte unterschiedlicher Gebäude und auch ihrer Wärmeerzeugung relativ einfach verglichen und in ein Verhältnis gesetzt werden. Der Jahres-Primärenergiebedarf Qp kann entweder nach DIN V 18599-1 oder DIN EN 832 in Verbindung mit DIN V 4108-6 oder DIN V 4701-10 berechnet werden.

Auch eine jüngst veröffentlichte Studie der Ecofys Germany aus Köln im Auftrag des Umweltbundesamts zur Umweltwirkung von Heizsystemen gibt Hinweise auf die Beurteilung energieeffizienter Heizsysteme. Ziel der Studie war ein umfassender Vergleich gängiger und innovativer Anlagen- und Bausysteme zur Wärmeversorgung von Wohngebäuden. Der Vergleich basierte dabei auf einer festgelegten Versorgungsaufgabe – Bereitstellung von Heizwärme, Warmwasser sowie der Belüftung der Gebäude – für unterschiedliche Gebäudegrößen und Energiestandards. In einer Sensitivitätsanalyse wurde dabei auch der Einfluss der bestehenden Bandbreite von Wirkungsgraden (Unterschiede zwischen Feldversuchen und Prüfstandsdaten) der Systeme berücksichtigt. Als Ergebnis der Studie werden CO2-Emissionen (mit und ohne Vorketten) und Primär-Energiebedarf, sowie Gesamtkosten (Investitions- und Betriebskosten) für die verschiedenen betrachteten Technologien verglichen und in Übersichten tabellarisch und grafisch dargestellt.

„Energieeffiziente Heizsysteme müssen aus unserer Sicht mehrdimensional betrachtet werden“, so Andreas Christmann, Leiter Marketing und Produkt bei Vaillant Deutschland. „Es geht nicht alleine um den reinen Wirkungsgrad, den Ersatz fossiler Energieträger oder den CO2-Ausstoß. Sicher sind dies alles Komponenten, die die Frage nach einem energieeffizienten Heizsystem beantworten können, doch letztendlich zählt für den Nutzer auch das Verhältnis zwischen Investition und Ergebnis. Was nutzt eine Heizanlage, die dem Endkunden zwar – theoretisch – keinerlei Betriebskosten verursacht, aber unbezahlbar ist? Die Aufgabe der Hersteller ist es, hier den Spagat zwischen Effizienz und Investition zu finden. Gebäude-Energieberater stehen tagtäglich vor genau der gleichen Aufgabe: aus dem vorhandenen Kapital sowie der Investitionsbereitschaft des Kunden und der Möglichkeit hieraus die maximale Ersparnis sowie Entlastung der Umwelt zu generieren.“

Einen Energieträger per Definition als ineffizient zu kennzeichnen lehnt Christmann generell ab: „Sowohl Endkunden als auch Experten bezeichnen beispielsweise den Energieträger Öl oft als ineffizient. Wenn man sich hier aber moderne Öl-Brennwertgeräte ansieht, die aus dem Energieträger bis an die physikalisch mögliche Grenze die Energie gewinnen, dann stellt sich die Frage, ob das noch behauptet werden kann. Öl hat grundsätzlich gerade in puncto Brennwerttechnologie ja sogar ein besseres Brennwertvermögen und –verhalten als Gas.“ Vielmehr stelle sich die Frage, welche Technologie in Verbindung mit welchem Energieträger ressourcenschonender sei. Doch dafür müsse die Definition zur Effizienz ausgeweitet werden, um die Fragen, welche Ressourcen in welcher Menge zur Verfügung stehen, wie lange sie noch umweltverträglich gefördert werden können und welche Emissionen sie verursachen.

Deswegen sollte auch die schlichte Formel zur Energieeffizienz – dem Maß für ein Ergebnis unter Berücksichtigung der eingesetzten Mittel – kritisch betrachtet werden, wenn sie sich rein auf die Verwertungsquote einer Energie in einem Prozess der Wärme- oder Energiegewinnung konzentriert. Vielmehr sollten dann die Themen Ressourcenschutz, Emissionen und Gewinnung des Energieträgers mit in die Betrachtungen zur Beurteilung der Energieeffizienz einfließen.

„Gas erhält dann eine andere Bedeutung – auch durch die Möglichkeiten, die Biogas bereits heute bietet, das umweltschonend aus Pflanzenresten hergestellt wird“, erläutert Christmann weiter. Dementsprechend sollte auch der Energieträger Strom bewertet werden. Gerade in Bezug auf die Wärmepumpentechnologie wird Strom kontrovers diskutiert. „Mit Wärmepumpen steht eine Technik zur Verfügung, die ideal auf Niedrigenergiehäuser mit geringen Vorlauftemperaturen ausgerichtet ist. In der Vergangenheit wurden Wärmepumpen am Markt jedoch auch in Objekten eingesetzt, die einfach nicht die notwendigen Voraussetzungen bieten, um das System Wärmepumpe an sich effizient betreiben zu können. An dieser Stelle kann auch eine effiziente Zukunftstechnologie keinen Bestand mehr haben.“

Dazu zähle auch, wie der benötigte Strom für den Betrieb der Wärmepumpe bereitgestellt werde. Von Strom aus alten Braunkohlekraftwerken bis hin zum selber erzeugten Strom aus Photovoltaikmodulen reicht hier die Spannbreite, die gleichzeitig das Dilemma der mehrdimensionalen Entscheidungswege in der Effizienz eines Heizungssystems überdeutlich darstellt.

Klar im Trend liegen derzeit Anlagen zur Wärmeerzeugung mit mehreren Komponenten oder Hybridgeräte, die verschiedene Technologien verbinden. Sind Brennwertgeräte plus Solarkollektoren nahezu zum Standard avanciert, sind es mittlerweile vor allen Dingen die neuen multifunktionalen Warmwasserspeicher, die Systeme aus verschiedenen erneuerbaren Energieträgern in Verbindung mit einer fossilen Komponente erst ermöglichen. „Es ist die Flexibilität, jederzeit an einen Multifunktionsspeicher eine weitere Komponente anschließen zu können, wie beispielsweise einen Pellet- oder Scheitholzofen mit einer Wassertasche“, so Christmann weiter. „Der Endkunde will sich nicht mehr von einem einzigen Energieträger und einer Technologie abhängig machen. Auch dieser Trend forciert effiziente Heizsysteme.“

Bestes Beispiel für innovative Hybridtechnologie ist dabei das Zeolith-Heizgerät des Remscheider Unternehmens. Glaubt man den reinen technischen Angaben, handelt es sich um das derzeit weltweit effizienteste Gas-Heizgerät im kleinen Leistungsbereich. Die neue Technologie verbindet konsequent die Vorzüge von Gas-Brennwertheizungen mit Solartechnik. Das Heizgerät erzeugt dabei zum einen Wärmeenergie aus Erdgas und Umweltwärme. Zum anderen – und damit zur weiteren Steigerung der Effizienz- ist das Gerät mit einer Zeolith-Einheit ausgerüstet. Zeolith ist ein poröser Keramikwerkstoff, der aus Aluminiumoxid und Siliziumoxid besteht. Er ist ungiftig, nicht brennbar und ökologisch unbedenklich. Bei der Aufnahme von Wasser entwickelt das Zeolith Wärme, die zusätzlich im Heizprozess genutzt wird. Der Wirkungsgrad übertrifft den von aktueller Gas-Brennwerttechnik um 20 Prozent. Die CO2-Emissionen und der Energieverbrauch reduzieren sich im Vergleich zu Gas-Brennwertgeräten ebenfalls um rund 20 Prozent. Zum System gehören noch drei Solar-Flachkollektoren, die nicht nur die notwendige Umweltwärme für den Sorptionsprozess liefern, sondern zusätzlich der solaren Trinkwassererwärmung dienen.

Eine bessere Ausnutzung des zur Verfügung gestellten Energieträgers, die Art seiner Gewinnung, geringere Emissionen, der Ressourcenschutz – betrachtet man diese Faktoren zur Beurteilung der Energieeffizienz einer Anlage zur Wärmeerzeugung dann zeigt der Blick auf die vergangenen zehn Jahre deutlich einen massiven Trend hin zur effizienten Heiztechnik. Teils durch die gesetzlichen Vorgaben wie Energieeinsparverordnung, Bundesimmissionsschutzgesetz et cetera, teils durch drastisch steigende Preise für fossile Energieträger, teils durch den Wunsch des Endkunden nach mehr Unabhängigkeit bedingt lässt sich dieser Trend kaum noch umkehren.

Dabei fällt vor allen Dingen die Diversifizierung des Angebots an technischen Lösungen auf. Bestimmte früher nur die Frage „Gas oder Öl?“ das Gespräch mit dem Fachhandwerk, stehen heute zahlreiche individuelle Lösungen bereit, die exakt auf die energetische Situation eines Gebäudes zugeschnitten sind. „Und genau hier setzen wir immer wieder auch in unseren Überlegungen zur Entwicklung neuer Produkte an: Wo fehlen weitere Lösungen in puncto Wärme- und Energieerzeugung für bestimmte Situationen von Gebäuden und Endkunden“, beschreibt Christmann die Forschung und Entwicklung im Remscheider Unternehmen. „Wir können lange nicht mehr mit einem Standardprogramm und standardisierten Lösungen erfolgreich am Markt sein – genauso wenig wie ein Gebäudeenergieberater noch mit Standard-Empfehlungen einen Endkunden überzeugen kann.“

Für die kommenden Jahre geht die Entwicklung nach Ansicht von Christmann eindeutig in Richtung hybrider Heiztechnik und hin zu einer gemeinsamen Erzeugung von Wärme und Strom. „Wir erwarten bei der Wärmepumpe als stabiles, gut eingeführtes System eine Stagnation. Lediglich das Segment der Luft-Wärmepumpen wird weiter deutlich wachsen. Deutliches Wachstum sehen wir vor allen Dingen beim BHKW – gerade im Einfamilienhaus, in dem durch neue Leistungsklassen mit überzeugendem elektrischen Wirkungsgrad auf wirtschaftliche BHKW-Lösungen zurückgegriffen werden kann. Generell geht der Trend des Endkunden dahin, zu fragen: Was kann ich mehr machen, um nicht von einem einzigen Energieträger abhängig zu sein? Deutlich zurückgehen wird der Markt an Einzellösungen wie einem einfachen Brennwertgerät. Der Bauherr, Investor oder Modernisierer wird sich zusammen mit dem Fachplaner, dem Architekten, dem Fachhandwerk und dem Gebäudeenergieberater eine Gesamtlösung aus verschiedenen Bauteilen zusammenstellen, die genau seine Bedürfnisse abbilden.

Dabei werden dann im Neubau auch Themen transparenter, die beispielsweise den Warmwasserbedarf in der Zukunft abbilden. Kommen noch Kinder dazu oder ziehen sie aus? Im Baubestand sind darüber hinaus Fragen entscheidend, welche Modernisierungsmaßnamen in den kommenden Jahren geplant sind. Wird die Fassade neu isoliert oder das Dach neu gedeckt? Werden Fenster ausgewechselt. All das hat einen erheblichen Einfluss auf die notwendige Leistung des Wärmeerzeugers.

Der Markt von morgen ist noch deutlich transparenter als der Markt von heute und vor allen Dingen der von gestern: CO2- und Feinstaubbelastung, Emissionen und Umweltschäden bei der Rohstoffgewinnung und so weiter – all das sind Fakten, die heute ungeschminkt auf dem Tisch liegen – und das ist gut so.“

Fazit

Die Effizienz von Heizsystemen lässt sich nicht an einem Faktor, sondern nur an einem ganzen Bündel von Faktoren festmachen. Neben dem Ressourcenschutz und der umweltschonenden Gewinnung der jeweiligen Primärenergie zählen auch die verschiedenen Emissionen bei der Verwertung und Energieerzeugung dazu. Darüber hinaus steht die Energieeffizienz von Heizsystemen immer in Korrelation zur Investitionsbereitschaft des Nutzers sowie der Kosteneinsparung durch eine neue Heizanlage. Künftig werden immer weiter individualisierte Lösungen den Markt bestimmen. Der Trend geht dabei eindeutig in Richtung hybrider Heizsysteme, der Entkopplung und Fixierung auf einen einzigen Energieträger und innovative BHKW-Technologie auch für das Einfamilienhaus.

Schreibe einen Kommentar