Heizungssysteme - erneuerbare Brennstoffe sind auf dem Vormarsch

Heute konkurriert eine Vielzahl an Heizungssystemen, die ständig optimiert werden. Angesichts steigender Energiepreise für die fossilen Brennstoffe stehen Heizungssysteme, die mit erneuerbaren Brennstoffen betrieben werden, hoch im Kurs. An der Spitze effizienter Energietechnik unter den konventionellen Heizungssystemen steht derzeit der Gas-Brennwertkessel.

Gas-Brennwertkessel bilden das Optimum heutiger Heizkesseltechnik aber nicht an Heizungssystemen. Sie sind eine Weiterentwicklung der Niedertemperaturkessel und erzielen gegenüber diesen deutlich geringere Schadstoffemissionen und eine bessere Ausnutzung des Brennstoffs: Ein Teil des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes wird im Kessel kondensiert.

Öl-Brennwertkessel haben wegen ihres Brennstoffes einen geringeren Nutzungsgrad und sind noch vergleichsweise teuer. Das neue, schwefelarme Heizöl und die verbesserte Verbrennung haben allerdings die Korrosionsprobleme der vergangenen Jahren abgeschwächt.

Der Niedertemperaturkessel ist der Nachfolger des Konstanttemperaturkessels. Gegenüber dem Konstanttemperaturkessel senkt der Niedertemperaturkessel die Vorlauftemperatur je nach Außentemperatur. Eine Regelung sorgt dafür, dass das Kesselwasser jeweils nur so weit erwärmt wird, um das Haus bei der jeweiligen Außentemperatur zu beheizen.

Holz

Das Heizen mit Biomasse galt lange als rückständig und umweltbelastend und wurde deswegen als Heizungssystem kaum eingesetzt. Das lag vor allem daran, dass man insbesondere das Holz, als regenerativen und krisensicheren Brennstoff mit neutraler CO2-Bilanz verkannte.

Holz ist der wichtigste CO₂-neutrale Brennstoff, weil bei der Verbrennung nicht mehr Kohlendioxid freigesetzt wird, als während des Holzwachstums der Atmosphäre entzogen wurde. Die Verbrennung von Holz setzt fast kein Schwefeldioxid frei, das hauptverantwortlich für den so genannten sauren Regen gemacht wird. Der Einsatz für Heizungssysteme ist ökologisch unbedenklich.

Eine noch recht neue Art der Biomasseverfeuerung ist die Verbrennung von Pellets. Pellets sind kleine Presslinge, die unter hohem Druck aus reinem Holzmehl ohne Bindemittel erzeugt werden. Durch die hohe Pressung der Pellets entsteht ein homogenes Brennmaterial mit sehr geringem Wasseranteil. Dadurch ergeben sich Vorteile beim Transport, der Lagerung und eine hohe Energiedichte.

Nach Größe und Gewicht genormt sind Pellets sicherlich eine Alternative zu Gas und Öl für ein Heizungssystem. Pellets werden in Säcken oder lose vom Tankwagen geliefert. Pellets können in Einzelöfen oder Kesseln verfeuert werden.

Biogas

Biogas entsteht durch den bakteriellen Abbau organischer Substanzen, wie zum Beispiel tierische Exkremente, Pflanzenfasern oder Speise- und Schlachtabfälle, in einem Faulbehälter. Die Dauer des Zersetzungsprozesses hängt von den Materialien ab. Bei richtiger Steuerung des Prozesses werden gut brennbare Gase wie Methan (CH₄), gewonnen.

Die Biogasproduktion bietet landwirtschaftlichen und Gartenbaubetrieben auch wirtschaftlich interessante Möglichkeiten, zumal als Abfallprodukt des Prozesses hochwertige Dünger anfallen. Das erzeugte Biogas wird meist über ein Blockheizkraftwerk im Betrieb direkt in elektrische Energie umgewandelt. Dabei unterstützt ein großer Teil der anfallenden Wärme den Zersetzungsprozess. Biogas kann ins Gasnetz eingespeist und so auch für ein Heizungssystem nutzbar gemacht werden.

Das Heizen mit organischen Reststoffen umfasst eine Vielzahl von Brennstoffen. Neben Großkraftwerken, die mit Strohballen befeuert werden, kann Energie für das Heizungssystem auch aus Laub, Gras, Dung, Klärschlamm und organischem Hausmüll gewonnen werden. Gestützt durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz wird meist nicht Heizenergie, sondern elektrische Energie aus Biomasse gewonnen.

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

Bei der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wird mit hoher Effizienz Wärme für Wohngebäude gewonnen. Die Idee bei der Kraft-Wärme-Kopplung besteht darin, die elektrische Energie dort zu erzeugen, wo die anfallende Wärme gebraucht wird. Statt eines Großkraftwerkes arbeiten bei der Kraft-Wärme-Kopplung kleine oder kleinste "Kraftwerke". Das Kernstück einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage besteht meistens aus einem Verbrennungsmotor, der einen Generator antreibt. So entsteht neben Strom auch Wärme. Diese Abwärme wird für das Heizungssystem genutzt.

Kleinere Anlagen, die sich auch für Wohngebäude eignen, nennt man Blockheizkraftwerke. Auch hier erzeugt ein Generator, mit Gas oder Diesel betrieben, elektrische Energie. Die gute Brennstoffausnutzung von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen macht sich im Primärenergiefaktor bemerkbar.

Solaranlagen

Solaranlagen können zur Unterstützung des Heizungssystemes dienen. Sie sind in Deutschland zu einer gängigen Technik geworden, die bisher überwiegend in Neubauten verwendet wird. Doch die Zahl der Nachrüstungen im Gebäudebestand wächst. Bei der thermischen Nutzung der Sonnenenergie wird mit Solarkollektoren ein Wärmeträger, meist Wasser, erwärmt. Die aufgenommene Wärme kann zur Trinkwassererwärmung, bei grossen Anlagen auch zur Unterstützung des Heizungssystemes, genutzt werden.

Wärmepumpe

Als derzeit eine der besten Alternativen zu konventionellen Heizungssystemen gilt der Einsatz von Elektro-Wärmepumpen. Wärmepumpen verwenden die im Erdreich, im Grundwasser oder in der Luft gespeicherte Sonnenwärme mit Hilfe geringer Mengen an Strom zur Erzeugung von Wärme für ein Heizungssystem. Moderne Wärmepumpen können ganzjährig als Wärmelieferant sowohl für Heizzwecke als auch zur Trinkwassererwärmung eingesetzt werden.

Wärmepumpen lassen sich am wirksamsten nutzen, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmeabnehmer möglichst gering ist. Grundsätzlich gilt, dass Wärmepumpen bevorzugt werden sollten, da sie unter den Heizungssystemen die höchste Effizienz erreichen.