Klimawandel und Heizungswende
Vortrag Fritz Hindelang
Fritz Hindelang, Klimabotschafter und Energielotse hat am 08.01.2024 diesen Vortrag gehalten. Trotz Schneesturms waren über 30 Besucher in’s Haus Hopfensee gekommen. (Download der Folien)
Zu Beginn skizzierte Fritz Hindelang die Entwicklung des Klimas mit Warm- und Kaltzeiten über mehrere tausend Jahre. Eigentlich müsste nach der letzten Warmzeit jetzt eine Abkühlung anstehen. Die Steigerung des Anteils der vom Menschen emittierten Klimagase, insb. CO2 lässt die Temperaturen aber steil ansteigen.
Jahrtausendelang lag der CO2-Wert der Luft unter 300 ppm. Die Kalt- und Warmzeiten wechselten sich ab, im Rhythmus von ca. 100.000 Jahren.
Aktuell sind wir bei 400 ppm und einer Erwärmung von 1,5 Grad.
Der Blick auf Deutschland zeigt, dass der Energieverbrauch zum Heizen der Gebäude mehr als 33% ausmacht. Und dieser wird zu 80% mit fossiler Energie, insb. mit Heizöl und Erdgas gedeckt. Die damit verursachten Emissionen stellt das UBA wie folgt dar.
Wird eine Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage mit Batteriespeicher mit einem Anteil von 50% PV Strom betrieben, liegen die CO2 Emissionen bei einer MWh Wärme bei nur 80 kg, bei einer Holz-Pelletheizung im Vergleich dazu bei 368 kg!
Mit diesen Vorinformationen geht Hindelang auf die Verfahren zur Minderung der klimaschädlichen Emissionen ein.
Heizen mit Öl und Gas
Kohle, Öl und Gas als fossile Energieträger müssen nach der neuen Gesetzeslage schrittweise zurückgeführt werden. Neue Heizungen müssen demnächst mit mehr als 65% klimaneutralen Brennstoffen beheizt werden.
Gas kann über Beimischung von klimaneutralen Gasen, etwa Biogas oder Wasserstoff verbessert werden.
Heizgeräte mit fossilen Brennstoffe können mit klimaneutralen Heizgeräten kombiniert werden, damit die 65%-Regelung insgesamt erreicht wird.
Heizen mit Holz
Stückholz, Pellets oder Hackschnitzel sind zwar keine fossilen Brennstoffe, verursachen aber beträchtliche CO2-Emissionen.
Eine viel bessere Nutzung von Holz zur Wärmeerzeugung ist für den Referenten die Pyrolyse. Sie macht Holzabfall zu Pflanzenkohle und Fernwärme. Pflanzenkohle (oder Holzkohle) wird in der Landwirtschaft zur Bodenverbesserung eingesetzt. Sie regt die Humusbildung an und entzieht der Luft somit CO2, eine klimapositive Wärmenutzung von Holz.
Heizen mit Wärmepumpen
Die meisten Mitmenschen glauben, dass Wärmepumpen nur in Neubauten mit Fußbodenheizungen möglich sind. Diese Auffassung ist überholt. Wärmepumpen können auch in Bestandsbauten eingesetzt werden.
Im europäischen Vergleich ist der Anteil von Wärmepumpen bei uns in Deutschland vergleichsweise gering. Es erstaunt, dass die skandinavischen Länder einen größeren Anteil Wärmepumpen-Heizungen haben, obwohl es der kälter ist.
Funktionsweise von Wärmepumpen
Niedrige Umgebungs-Temperaturen aus Luft, Erde oder Grundwasser verdampfen ein Kältemittel. Dieses wird mittels Verdichter, der mit Strom arbeitet, auf eine höhere Vorlauftemperatur gebracht.
Diese wird in der Heizung genutzt. Das verflüssigte, kühlere Kältemittel wird dann wird dann im Expansions-ventil durch Druckminderung auf sehr niedrige Temperatur gebracht und im Verdampfer wieder mit Umweltwärme aufgewärmt, damit der Kreislauf wieder beginnen kann.
Wärmepumpen holen die Wärme aus verschiedenen Wärmequellen:
Luft-Wasser-Wärmepumpen
Dieser Typ wird am häufigsten eingesetzt.
Ein Außengerät entnimmt der Umgebungsluft Wärme und pumpt sie auf das gewünschte Temperatur-Niveau.
Die Geräte funktionieren auch bei Minus-Temperaturen im Winter, brauchen dann natürlich mehr Strom. Ihr Lüfter hat einen bestimmten Geräuschpegel.
Erdwärme-Kollektor-Wärmepumpe
Die Wärme wird dem Erdreich entnommen, in 1 bis 1,5 m Tiefe. Kein Ventilator, keine Außengeräusche. Gleichmäßigere Temperatur, auch im Winter.
Erdsonden-Wärmepumpe
Die Erdsonden werden 20 - 100 m nach unten gebohrt. Das Temperatur-Niveau ist dabei höher, was weniger Strom verbraucht. Allerdings müssen die Bohrkosten berücksichtigt werden.
Mit Erdsonden kann man im Sommer auch kühlen.
Grundwasser-Wärmepumpe
Sie nutzen die Wärme des Grundwassers, die auch wärmer als die Winterluft ist. Zwei Brunnen müssen gebohrt werden: Aus dem Saugbrunnen wird das Grundwasser entnommen und in einem Sickerbrunnen wieder eingebracht.
Mit Grundwasser kann man im Sommer auch kühlen.
Daneben stellt Hindelang noch Sonderformen für die Heizung vor, das Klimagerät (Luft-Luft-Wärmepumpe), eine Brauchwasser-Wärmepumpe oder eine elektrische Infrarot-Heizung.
Heizungsverteilung im Gebäude
Wärmepumpen arbeiten effektiver, wenn die benötigte Vorlauftemperatur im Heizsystem gering gehalten werden kann.
In Altbauten kann dies erreicht werden, wenn eine bessere Dämmung oder Niedertemperatur-Heizkörper eingesetzt werden können. Neben Fußboden- oder Deckenheizungen gibt es auch besondere Nieder- und sogar Tieftemperatur-Heizkörper, die mit geringeren Vorlauftemperaturen auskommen.
Es gibt also durchaus Wärmepumpen-Lösungen für Bestandsbauten, die keine großen Investitionen verlangen. Vor allem aber können Bestandsbauten in kleinen Schritten energetisch verbessert werden, wie’s der Geldbeutel erlaubt.
Niedertemperatur-Heizkörper
Das mäßig warme Wasser durchströmt die schwarzen Elemente auf der Abbildung. Sie haben eine sehr große Oberfläche und geben die Wärme in den Raum ab, rote Pfeile. Die Konvektion wird von einem Lüfter unterstützt, kühle Luft von unten, blaue Pfeile.
Der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) stellt im Internet einige Rechen-Tools zur Verfügung, damit man die Möglichkeiten von Wärmepumpen im Gebäudebestand prüfen kann.
In jedem Falle können Wärmepumpen auch im Gebäudebestand einen sinnvollen Beitrag zu einer klimaneutralen Wärmeversorgung liefern.
Verbundene Themen
Fritz Hindelang beschäftigt sich dann mit den Themen, die im Umfeld von Wärmepumpen wichtig sind.
Fernwärme
Ein Fernwärmenetz verteilt erneuerbare Wärme, z.B.
Abfallwärme aus der Industrie
Restholzverwertung von Pyrolyseanlagen
Tiefengeothermie oder Solarthermie
an die angeschlossenen Wärmeabnehmer.
Strommarkt
Auch wenn wir schrittweise immer mehr Elektroautos und Wärmepumpen einsetzen, kann das Stromnetz - so Hindelang - in Deutschland den Strombedarf decken. Ein zügiger Ausbau der erneuerbaren Strom-Kapazität ist allerdings angesagt.
gez. U. Schaaf