Energieeffiziente Wärmeversorgung
Die Energie- und Ressourcenwende ist eine der überragenden gesamtgesellschaftlichen Herausforderungen – in Deutschland und weltweit.
Dabei spielen Gebäude eine überaus entscheidende Rolle. In Deutschland wird rund ein Drittel des gesamten Endenergieverbrauchs durch die Wärmeversorgung von Gebäuden und insbesondere durch Altbauten verursacht, wobei die Sanierungsquote lt. [dena 2021] bei rund 1 Prozent stagniert. Auf die Errichtung und den Betrieb von Gebäuden entfallen ca. 40 Prozent aller klimaschädlichen Emissionen. Weltweit stehen Gebäude für 50 Prozent des Ressourcen- und mehr als 70 Prozent des Flächenverbrauchs.
Mit Blick auf Deutschland hinkt die Wärmewende der Stromwende weit hinterher. Während der erneuerbare Energieanteil beim Strom bereits bei rund 50 Prozent liegt und vergleichsweise rasch ansteigt, beträgt er bei der Wärme erst rund 16 Prozent mit recht geringen Steigerungsraten. Die Ampelregierung hat seit ihrem Amtsantritt mehrere Maßnahmen zur Beschleunigung der Wärmewende ergriffen, angefangen von Fördermaßnahmen wie der „Bundesförderung effiziente Gebäude“ (BEG) und der „Bundesförderung effiziente Wärmenetze“ (BEW) bis hin zur beschlossenen Novellierung des „Gebäudeenergiegesetzes“ (GEG, umgangssprachlich „Heizungsgesetz“) und dem in Vorbereitung befindlichen „Gesetz für die Wärmeplanung und zur Dekarbonisierung der Wärmenetze“ (Wärmeplanungsgesetz – WPG, umgangssprachlich „Kommunale Wärmeplanung“).
Dennoch hat der Expertenrat für Klimafragen am 22.08.2023 der Bundesregierung bescheinigt, dass die gesteckten Ziele und Maßnahmen im Bausektor nicht ausreichen, um dem Minderungsanspruch gemäß Klimaschutzgesetz gerecht zu werden. Es fehlen weitreichende (Gegen-)Maßnahmen bzw. ein wirkungsvolles Sofortprogramm [Experten 2023]. Das Bauwesen muss sich kolossal wandeln, wobei sich im Rahmen der Transformation zu einer modernen, ressourceneffizienten und klimaneutralen Wirtschaft neue wertschöpfende Potenziale für die Branche ergeben sollten. Die am 1. Januar 2024 in Kraft tretende Novelle des Gebäudeenergiegesetzes bringt keine Verschärfungen an der Gebäudehülle, sondern adressiert fast ausschließlich das Thema Wärmeerzeugung (Stichwort „65 Prozent erneuerbarer Energieanteil“) und das in der verabschiedeten Version auf einer deutlich längeren Zeitschiene und technologieoffener als ursprünglich vorgesehen. Zuletzt hat der sog. Bau- und Wohnungsgipfel Ende September 2023 den klimaneutralen Gebäudebestand in Deutschland in noch weitere Ferne gerückt. Dem Schaffen von mehr Wohnraum bzw. den gewünschten 400.000 neuen Wohnungen pro Jahr und zugunsten dafür geforderter geringerer Baukosten wurden seitens der Politik zwei wichtige Säulen nachhaltiger Gebäude geopfert: 1. die Effizienz (Effizienzhaus 40 für alle Neubauten ab Anfang 2025) und 2. die Konsistenz (Bestandserhalt bzw. -sanierungspflicht in der europäischen Gebäuderichtlinie). Der Klimaschutz lastet damit allein auf der Energieversorgungsseite, entsprechend den Anforderungen im GEG bei Objektversorgung und WPG bei Wärmenetzen, mit entsprechend hohen Kosten für die Anlagentechnik.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, wie die optimierte Anlagentechnik der Zukunft aussehen soll. Klimaneutral soll sie sein, dabei einfach und bedienfreundlich und natürlich möglichst preiswert.
Technologisch stehen viele Optionen zur Auswahl: Wärmepumpen mit den unterschiedlichsten Wärmequellen wie Außenluft, oberflächennahes Erdreich, Grundwasser, Abluft von Lüftungsanlagen und PVT-Kollektoren, Biomasse in der Regel in Form von Holz und die Solarthermie. Bei der Versorgung über Wärmenetze kommen weitere Optionen hinzu, die sich an Einzelgebäuden nicht sinnvoll nutzen lassen, z. B. weitere Wärmequellen für Wärmepumpen wie mitteltiefes Erdreich und Abwasser, Abwärme aus gewerblichen und industriellen Prozessen, andere Arten von Biomasse und die tiefe Geothermie. Zudem lassen sich Skaleneffekte bei den Kosten vorteilhaft nutzen wie z. B. bei großen solarthermischen Anlagen und bei fluktuierenden erneuerbaren Energien spielen Wärmespeicher eine wichtige Rolle. All das stellt gegenüber den bislang am Markt dominierenden einfachen Lösungen, der Gas- und Ölkessel in Einzelgebäuden und der Blockheizkraftwerke in Wärmenetzen, eine viel größere und komplexere Vielfalt dar, was unter anderem daran angepasste Bewertungstools erforderlich macht. Hinzu kommt die Frage, ob nicht Wasserstoff langfristig ohnehin alle Probleme löst und deshalb der Einbau von Gasgeräten, die „H2-ready“ sind, in Bezug auf den Klimaschutz völlig ausreichend ist.
Allgemein ist sicherlich kennzeichnend, dass die lokalen Randbedingungen stärker in den Blick genommen werden müssen als bislang. Dies gilt z.B. für die lokal verfügbaren Wärmequellen für eine Wärmepumpe, die Temperaturanforderungen für die Heizwärmeübergabe in den Räumen und die Trinkwassererwärmung sowie die Unterbringungsmöglichkeiten für Speicher.
Und Aufklärung tut vielfach Not. Ein gutes Beispiel hierfür ist die häufig zu hörende bzw. zu lesende Aussage, dass Wärmepumpen nur in gut wärmegeschützten Neubauten in Kombination mit Fußbodenheizungen einsetzbar sind. Diese Aussage wird durch die häufige Wiederholung aber nicht richtig. Die Einsatzmöglichkeiten müssen weitaus differenzierter betrachtet werden. Auch in Altbauten sind häufig schon einzelne Maßnahmen an der Gebäudehülle ergriffen worden, wie der Einbau neuer Fenster mit Wärmeschutzverglasung. Des Weiteren können handelsübliche Wärmepumpen mittlerweile problemlos die bei Heizkörpern notwendigen Heiznetztemperaturen bereitstellen. Von drehzahlgeregelten Verdichtern und damit leistungsregelbaren Wärmepumpen profitieren insbesondere Außenluft-Maschinen. Zudem sind die allermeisten Heizkurven witterungsgeführter Heizungsanlagen ohnehin zu hoch eingestellt. Hier reicht in vielen Fällen die Vergrößerung einiger weniger Heizkörper zur weiteren Absenkung der Heizkurve aus usw. Der wahre Kern der obigen Aussage ist, dass Wärmepumpen in Kombination mit Heizkörpern geringere Jahresarbeitszahlen aufweisen als in Kombination mit Fußbodenheizungen, da auch Wärmepumpen an den Grundsätzen des Carnot-Wirkungsgrades nicht vorbeikommen. Umso mehr lohnt es sich, die Heiznetztemperaturen durch oben genannte Maßnahmen so weit wie möglich abzusenken. Zudem bleibt in Bezug auf die absolute Höhe des Stromverbrauchs weiterhin der positive Effekt der besseren Regelfähigkeit von Heizkörpern gegenüber Fußbodenheizungen bestehen.
