Erneuerbare Energie für dezentrale Wärmeerzeugung
- Grüner Strom als Energieträger für die CO2-Neutralität
- Gas-Hybridheiztechnik | Brennwertgeräte ab 2025 H2-ready
- Green Fuels: Heizen mit innovativen flüssigen Energieträgern
- Effiziente Holzwärme für den Energiemix der Zukunft
Quelle: Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e. V. (BDH)
Grüner Strom als Energieträger für die CO2-Neutralität
Unsere Energie wird in Zukunft zum großen Teil als grüner Strom aus erneuerbaren Quellen gewonnen. Das bedeutet auch für die Versorgung von Verkehr und Wärmeerzeugung große Veränderungen, denn diese Sektoren haben bislang fast ausschließlich auf fossile Energieträger gesetzt.
Ein großer Teil des Stroms wird ohne Umwandlungsprozesse direkt in elektrifizierten Anwendungen – wie elektrischen Fahrzeugen und Wärmepumpen – verwendet. Das nennen wir „Sektorkopplung“, ein Zusammenwachsen von Strom, Verkehr und Wärme. Wir sehen die große Bedeutung von elektrifizierten Anwendungen in den rasant steigenden Verkaufszahlen von Wärmepumpen und Elektrofahrzeugen.
Mit dem zunehmenden Anteil von Sonne und Wind in der Stromerzeugung wird es aber immer schwieriger, ihre natürliche Volatilität in das Stromsystem zu integrieren. Verschärfend wirkt, dass die erneuerbare Stromerzeugung – im Gegensatz zur fossil geprägten – auf eine Vielzahl von kleineren Anlagen verteilt ist. Das bedeutet in der Praxis, dass eine große Zahl von volatilen Erzeugungsanlagen mit einer Verbrauchsseite koordiniert werden muss, deren Strombedarf durch neue elektrifizierte Anwendungen – wie E-Auto und Wärmepumpe – deutlich steigt. Diese Koordinationsaufgabe ist durch die digitale Vernetzung des Energiesystems möglich. Die Digitalisierung schafft es, die Vielzahl von Anlagen aufeinander abzustimmen und ist damit ein notwendiger, zentraler Baustein der Energiewende.
Elektrifizierte Anwendungen für Wärme und Verkehr müssen Energie nicht unbedingt zum Nutzungszeitpunkt aufnehmen. Für ein Elektroauto ist es oft nicht entscheidend, wann es aufgeladen wird, solange es fahrbereit ist, wenn der Kunde es benötigt. Auch eine Wärmepumpe kann durch die Nutzung der thermischen Speicherfähigkeit des Gebäudes oder eines Pufferspeichers im Zeitpunkt des Stromverbrauchs flexibel sein. Die intelligente Nutzung dieser Flexibilität kann Engpässe bei der Verfügbarkeit von volatilem erneuerbarem Strom und auch bei der Transportfähigkeit der Stromnetze entschärfen.
Gas-Hybridheiztechnik | Brennwertgeräte ab 2025 H2-ready
Erdgas gilt als der klimaschonendste konventionelle Energieträger, denn bei seiner Verbrennung entstehen im Vergleich zu anderen konventionellen Energieträgern nahezu kein Feinstaub und deutlich weniger CO2 . Wird Methan regenerativ erzeugt, etwa in Form von Biogas, ist es sogar weitgehend klimaneutral. Gas lässt sich in vielfältigen Anwendungsbereichen, beispielsweise mit Solarenergie, Biomasse oder einer Wärmepumpe kombinieren. Das macht den Energieträger zum idealen Partner erneuerbarer Energien und zum festen Bestandteil effizienter Lösungen für mehr Klimaschutz auch im Heizungssektor.
Moderne Gasheizungen sind insbesondere in Bestandsbauten sparsam und klimaschonend. So stößt eine Gasheizung beispielsweise bis zu 40 % weniger CO2 -Emissionen aus als eine alte Ölheizung. Seit 1990 konnten die Kohlenstoffdioxidemissionen im deutschen Wärmemarkt beinahe halbiert werden – auch weil viele alte Heizungen auf moderne Gas-Brennwerttechnik umgestellt wurden.
Eine Vielzahl innovativer Gastechnologien wie Gas-Hybridheiztechnik oder wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen sind auf dem Markt verfügbar. Diese lassen sich mit klimaneutralen Gasen betreiben und dazu mit erneuerbaren Energien kombinieren. So bleibt die Gasheizung auch heute eine Investition in die Zukunft. Deutsche Heizgerätehersteller haben sich außerdem verpflichtet, ab 2025 alle neuen Brennwertgeräte für die Wasserstoffumrüstung (H2-ready) auszustatten. So wird eine 100-prozentige Nutzung des klimaneutralen Energieträgers bei späterem Bedarf mit geringem Aufwand möglich. Auch das deutsche Gasnetz ist bereits zu großen Teilen für den Transport von Wasserstoff in der Lage. Durch den vermehrten Einsatz von Biogas und später Wasserstoff wird es möglich, den Bestand zunehmend klimaneutral über den bestehenden Anschluss zu versorgen.
Green Fuels: Heizen mit innovativen flüssigen Energieträgern
Die meisten der bundesweit rund 5,2 Millionen Ölheizungen stehen in Ein- und Zweifamilienhäusern in ländlichen Regionen oder am Rand von Ballungsgebieten. Rund drei Millionen der ölbeheizten Gebäude liegen abseits der Gas- und Wärmenetze. Aus technischen oder finanziellen Gründen kann es sinnvoll oder notwendig sein, bei einer Modernisierung der Heizung nicht auf zum Beispiel eine elektrische Wärmepumpe zu wechseln, sondern auf ein effizientes Heizsystem mit erneuerbaren flüssigen Brennstoffen zu setzen.
„Green Fuels“ ermöglichen dabei den Weg in eine klimaneutrale Zukunft. Das zeigen zahlreiche Praxisbeispiele, wo effiziente Brennwertheizungen schon heute mit treibhausgasreduziertem Heizöl betrieben werden. Zugleich sind Energieeinsparungen durch Gebäudedämmung sinnvoll, um den Brennstoffbedarf weiter zu reduzieren. Besonders sparsam sind Brennwertgeräte in Kombination mit Solaranlagen oder Strom-Wärmepumpen als Hybridlösungen. Dabei sichert der Energievorrat im Tank die Abdeckung der Spitzenlasten an kalten Tagen und sorgt für eine zuverlässige, CO2-neutrale Wärmeversorgung.
Green Fuels sind alternative flüssige Brennstoffe, die fossiles Heizöl langfristig ersetzen können. Ein wichtiges Kriterium bei der Entwicklung der neuen Brennstoffe war die Drop-in-Fähigkeit, um sie dem Heizöl in wachsenden Anteilen bis zu 100 Prozent beimischen zu können. Ihr Einsatz gilt als CO2-neutral, da bei der Herstellung die Menge an CO2 aus der Atmosphäre entnommen wird, die später bei deren Verbrennung wieder frei wird. In der Gesamtbilanz entsteht also kein zusätzliches CO2 .
Solche geschlossenen Kohlenstoffkreisläufe entstehen, indem man bei der Produktion zum Beispiel auf biobasierte Abfälle und Reststoffe zurückgreift. Eine weitere Option sind sogenannte E-Fuels. Diese werden synthetisch aus grünem, also mit erneuerbarem Strom gewonnenem Wasserstoff, und „recyceltem“ CO2 erzeugt. Green Fuels werden als speicherbare Energieträger im Zusammenspiel mit fluktuierendem Wind- und Solarstrom auch im zukünftigen Energiemix eine wichtige Aufgabe übernehmen können.
Effiziente Holzwärme für den Energiemix der Zukunft
Holzenergie leistet in einigen Ländern der Europäischen Union einen hohen Beitrag zur Dekarbonisierung des Wärmemarktes. Hierzu zählen die Kernländer Deutschland und Österreich mit einem Anteil der Holzenergie am Endenergieverbrauch von 6 % bzw. 15 %.
In Deutschland entstammen die für die thermische Verwertung genutzten Ressourcen aus heimischen Wäldern. Es handelt sich dabei um sogenanntes Waldrestholz. Die in Deutschland gesetzlich vorgeschriebene nachhaltige Bewirtschaftung der Wälder sichert nicht nur deren Erhalt, sondern führte in den vergangenen Jahren zu einem Nettowachstum von ca. 3 % pro Jahr. Nach dem sogenannten Kaskadenprinzip findet je nach Eignung entweder die stoffliche Nutzung, insbesondere von Nadelhölzern, oder die thermische Nutzung, besonders für die Beheizung von Gebäuden statt.
Am Beispiel Deutschlands erkennt man die Dimension der Holzenergie: Mit 130 TWh macht sie gut 6 % des deutschen Endenergieverbrauchs aus. 70 TWh entfallen dabei auf den Gebäudebereich, 60 TWh auf den industriellen und größeren Leistungsbereich. Im Gebäudebereich liefert die Holzwärme über 70 % der erneuerbaren Energien.
Etwa 30 Prozent Deutschlands sind bewaldet, dies entspricht einer Fläche von rund 11 Mio. Hektar. Die hier gewonnenen Hölzer substituieren fossile Energieträger, die in der Regel importiert werden müssen. Die dadurch erzielte CO2 -Einsparung ist ein wichtiger Beitrag zur Erreichung der Klimaziele im Gebäudesektor.
Für weitere Informationen:
Holz – die große erneuerbare Energie
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Solarthermie und Geothermie (Umweltwärme)
Thermische Solaranlagen (Solarthermie) werden zum Großteil zur Trinkwassererwärmung, zur Heizungsunterstützung oder zur Schwimmbaderwärmung eingesetzt. In Deutschland können bei typischer Anlagendimensionierung ca. 60 % des jährlichen Trinkwarmwasserbedarfs eines Einfamilienhauses durch thermische Solaranlagen erwärmt werden. Heizungsunterstützende Solaranlagen decken bei üblicher Dimensionierung je nach Ausführung und Dämmung des Gebäudes 20 bis 30 %, bei Passivhäusern sogar bis zu 100 % des Gesamtwärmebedarfs.
Besonders in den Sommermonaten kann eine moderne solarthermische Anlage den kompletten Trinkwarmwasserbedarf und Wärmebedarf eines Hauses decken. Die Heizung bleibt in dieser Zeit aus. Solare Energie für den Wärmemarkt kann optimal alle auf dem Markt befindlichen primären Wärmeerzeuger unterstützen.
Die Nutzung von oberflächennaher Geothermie und Umweltwärme ist einer der Schlüssel zur Wärmewende. Die Nutzung erfolgt gewöhnlich über SoleWasser, Wasser-Wasser oder LuftWasserWärmepumpen, die bis zu 80 % der Energie zum Heizen und zur Warmwasserbereitung aus dem Erdreich oder der Luft beziehen und die restlichen 20 % in Form von elektrischer Antriebsenergie benötigen. Je „grüner“ der Strom, desto umweltfreundlicher, also CO2 freier, kann die Wärmepumpe betrieben werden. Neben der Bereitstellung der benötigten Heizenergie für die Raumwärme können Wärmepumpen auch für die Trinkwassererwärmung und zur Kühlung bzw. Absenkung der Raumtemperatur im Sommer genutzt werden.
