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Positionspapier (1): Welche Heizung hat Zukunft?

Die Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg (KEA) hat ein Positionspapier veröffentlicht, mit dem Wissenschaftler der KEA und von Hochschulen und Forschungsinstituten „Grundlegende Empfehlungen für Sanierung und Erneuerung von Heizungsanlagen“ an Hausbesitzer, Investoren sowie Fachplaner und Handwerk richten. Zudem beziehen die Wissenschaftler darin klare Position zu den Klimaschutzzielen der Bundesregierung, indem sie sagen, dass je früher die Umsetzung auf CO2-freie Energien erfolge, desto eher könne das Ziel eines klimaneutralen Gebäudebestandes bis 2050 erreicht werden. Wir stellen euch das Positionspapier und die Empfehlungen der Experten zur Heizungssanierung und -modernisierung in einer kleinen Artikelreihe vor.

Was steht in dem Positionspapier der Heizungs- und Gebäudeexperten?

In ihrem Positionspapier nehmen die Experten verschiedene Heizungsanlagen und Wärmeerzeugungstechniken hinsichtlich ihrer ökonomischen wie ökologischen Effizienz unter die Lupe, darunter

Wobei sie davon ausgehen, dass eine Heizungsanlage mehr als ein Heizkessel ist und die Effizienz der Wärmeerzeugung auch von Faktoren wie

  • die Art und Betriebsweise des Raumheizungssystems sowie der Trinkwarmwasserbereitung,
  • sowie Fehler bei der Wärmeverteilung, Wärmeübergabe und Regelung der Anlage

abhänge. Deshalb stellen sie der Prüfung der vorgenannten Wärmeerzeugungstechniken auf ihre Zukunftstauglichkeit (in Kapitel 3) eine Diskussion eben dieser Einflussfaktoren voran, darunter:

  • Auslegungstemperaturen von Heizflächen
  • Anlagenhydraulik
  • Regelungstechnik
  • funktionierende Heizflächen
  • Dämmung von Rohrleitungen
  • Trinkwarmwasserbereitung
  • Wartung und Instandhaltung

Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff, der an der Hochschule Biberach (HBC) in den Studiengängen Energie-Ingenieurwesen sowie Energie- und Gebäudesysteme auch Energiekonzepte und Geothermie lehrt und an dem Positionspapier mitgeschrieben hat, sagt gegenüber der Presse: „Für das Positionspapier haben wir uns auf die Sanierung und Erneuerung von Heizungsanlagen im Gebäudebestand fokussiert“. Hauptprämisse dabei seien die Klimaschutzziele, die sich die Bundesrepublik auf politischer Ebene gesetzt habe und deren Einhaltung verstärkt von der Öffentlichkeit gefordert würden. Nehme man dies ernst, so erklärt Prof. Koenigsdorff, dürften zum Beispiel fossil betriebene Heizkessel spätestens ab 2030 nur noch in Ausnahmefällen installiert werden. Dem Experten zufolge müsse „über den Heizkessel hinausgedacht werden“ und hier könne ein Sanierungsfahrplan helfen.

Was sagen die Experten zu den Heizungsanlagen von heute – haben sie das Zeug für die Zukunft?

Die Autoren des Positionspapiers merken vorab an, dass

  • die Umstellung der Heizungsanlagen auf CO2-freie Energieträger
  • neben der umfassenden Dämmung der Gebäudehüllen

notwendig sei, damit bis 2050 der nahezu klimaneutrale Gebäudebestand erreicht werde, den der aktuelle Klimaschutzplan der Bundesregierung vorsehe.

Die Experten rechnen vor, dass Wärmeerzeuger von Heizungsanlagen, die man heute einbaue, bis 2050 im Durchschnitt noch ein- bis zwei Mal ausgetauscht würden. Dabei gelte: Je früher die Umstellung auf CO2-freie Energien erfolge, desto größer sei der mit der Umstellung verbundene Klimaschutzbeitrag.

Bislang herrsche jedoch bundesweit Zurückhaltung bei der Erneuerung und Sanierung von Heizungsanlagen. Das derzeit niedrige Energiepreisniveau führe demnach sogar wieder zu einer Zunahme des Marktanteils von Ölheizungen in Bestandsgebäuden.

Die Wissenschaftler stellen angesichts der ambitionierten Klimaschutzziele im Gebäudebereich bereits heute die Installation neuer, mit fossilen Brennstoffen betriebener Heizkessel in Frage und fordern, dass spätestens ab 2030 nur noch in Ausnahmefällen fossil betriebene Heizkessel installiert werden sollten, denn diese seien langfristig nicht mit den verbindlich vereinbarten Zielen des Pariser Klimaschutzabkommens vereinbar.

Die Experten hinter dem Positionspapier geben außerdem zu bedenken, dass angeblich revolutionäre Neuentwicklungen, die in Dach- und Publikumsmedien regelmäßig vorgestellt würden, darunter „Brennstoffzelle, Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), Gas-Wärmepumpe“

  • teils noch gar nicht marktreif seien
  • und ihre Klimaschutzwirkungen praktisch oft deutlich bescheidener als angekündigt ausfallen.

Weil Hausbesitzer aber häufig vielversprechende Werbeversprechen von Herstellern bekämen, seien sie verunsichert, welche Heizung sie installieren sollen. Mit ihrem Positionspapier wollen die Experten eben diesen Hausbesitzern „robuste Empfehlungen“ für die Sanierung oder Erneuerung von Heizungsanlagen in Bestandsgebäuden mit Blick auf die Einhaltung der Klimaschutzziele, insbesondere der Dekarbonisierung der Wärmeversorgung bis zum Jahre 2050, geben.

Was empfehlen die Experten zur Heizungserneuerung und -sanierung?

Für die Erneuerung oder Sanierung einer Heizungsanlage im Gebäudebestand lasse sich laut den Verfassern des Positionspapiers

  • keine einfache
  • und für alle Fälle geltende

Antwort geben. Vielmehr sei stets im Spannungsfeld zwischen technischen und baulichen Möglichkeiten und Grenzen, wirtschaftlicher Tragbarkeit sowie den Erfordernissen des Klimaschutzes zu entscheiden und ein Weg zu finden.

Ließe sich eine „Ideallösung“ nicht mit einem Schritt realisieren, könne den Experten zufolge eine mittel- bis langfristige Strategie (Sanierungsfahrplan) entwickelt und in mehreren Stufen umgesetzt werden.

Wichtig sei dabei, nicht nur den Wärmeerzeuger, sondern das Gesamtsystem aus Erzeugung, Verteilung, Heizflächen, Regelung und Warmwasserbereitung zu betrachten und als Gesamtsystem zu optimieren. „Efficiency first“ sollte dabei die Prämisse sein.

Die Optimierung von Anlagenhydraulik, Regelung, Heizungsumwälzpumpen und Heizflächen bringe demnach wesentliche Effizienzverbesserungen, die im Einzelfall sogar höher sein könnten, als die eines neuen Wärmeerzeugers.

Niedrige Heizflächentemperaturen würden Flexibilität bei der Wärmeerzeugung bedeuten. Dies ließe sich zunächst mit

  • einer Verbesserung des baulichen Wärmeschutzes,
  • im Einzelfall aber auch mit der Vergrößerung von Heizflächen
  • oder mit dem Einbau von Flächenheizungen

erreichen.

Ginge es nach den Experten, sollten fossil betriebene Heizkessel nach 2025, spätestens nach 2030 nicht mehr eingebaut werden – sie würden somit maximal noch eine Brückentechnologie darstellen.

Die Herstellung synthetischer Brennstoffe auf der Basis erneuerbarer Energien schätzen die Experten aus heutiger Sicht als sehr aufwendig ein. Sie erwarten, dass derartige Energieträger vorwiegend in Kraft-Wärme-Kopplung oder für Spitzenlast-Wärmeerzeuger eingesetzt würden.

Wärmenetze seien demnach insbesondere für verdichtete, innerstädtische Quartiere ein wichtiges Infrastrukturelement, das die Dekarbonisierung wesentlich erleichtere: Das Wärmenetz eröffne eine Vielzahl von Versorgungsoptionen.

Einzelheizungen würden den Experten zufolge in der Zukunft vermehrt Wärmepumpensysteme sein. Wie sich dabei das Verhältnis von erdgekoppelten Anlagen zu Luft-Wasser-Wärmepumpen entwickle, sei derzeit noch offen. Dabei spielten – neben der Entwicklung des Strompreises –

  • die Frage der zur Verfügung stehenden Strom-Erzeugungskapazität,
  • die Effizienzanforderungen an den Stromeinsatz
  • sowie die Art der Wärmespeicherung eine wichtige Rolle.

Die künftige Kostenentwicklung der unterschiedlichen Heizsysteme hänge von diversen Randbedingungen ab, deren Entwicklung wiederum heute nicht bekannt sei. Zwar führen perspektivisch steigende Stückzahlen bei innovativen Technologien wie der Wärmepumpe oder Brennstoffzellensystemen zu sinkenden Preisen, die Zeitachse sei hierbei allerdings zumindest offen. Die Experten schreiben in ihrem Fazit weiter, dass Effizienzsteigerungen bei Wärmepumpen und Brennstoffzellen bei gleichen Investitionskosten deren Attraktivität steigern würden.

Wie sich in der Folge die Wirtschaftlichkeit unterschiedlicher Heizungssysteme entwickeln werde, hänge daneben maßgeblich von der Entwicklung der Marktpreise der Energieträger ab und sei daher unklar. Eine Bepreisung von CO2-Emissionen könne den verstärkten Einsatz von Effizienztechnologien und den Übergang zu erneuerbaren Energien beschleunigen und sei deshalb im Sinne des Klimaschutzes wünschenswert.

Was die Heizungs- und Gebäude-Experten zu den Einflussfaktoren und den einzelnen Wärmeerzeugungstechnologien sagen, stellen wir euch in den kommenden Teilen dieser Reihe näher vor:

  • Positionspapier (2, 3): Welche Faktoren beeinflussen die Heizungsanlage als Ganzes?
  • Positionspapier (4 …): Welche Heizung ist zukunftstauglich?

Wer steht hinter dem Positionspapier?

Das Positionspapier der KEA wurde geschrieben von:

  • Dr.-Ing. Volker Kienzlen, KEA
  • Veit Bürger, Öko-Institut e.V. (Institut für angewandte Ökologie)
  • Peter Schossig ISE
  • Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff, Hochschule Biberach
  • Dr.-Ing. Martin Pehnt, ifeu
  • Jan Steinbach, IREES GmbH, Fraunhofer ISI
  • Dr.-Ing. Konstantinos Stergiaropoulos, IGTE Stuttgart
  • Dr.-Ing Anke Ostertag Hochschule Heilbronn

Wo gibt’s das Positionspapier?

Ihr könnt euch das Positionspapier von der Internetseite des KEA als PDF-Datei downloaden. Ihr findet es unter dem Punkt „Positionspapiere der KEA“ unter dem Link „Heiztechnik der Zukunft“.

Foto: rclassen/photocase