Alternativen zur Wärmepumpe: Das kosten Infrarotheizung, Solarthermie und Co.

Öl- und Gasheizungen werden nach und nach aus den Häusern verschwinden. Viele meinen, die Wärmepumpe sei die Heizung der Zukunft. Aber auch andere Heizungssysteme stehen als Alternative zu Wahl. Ein Vergleich.

Warum Alternativen zur Wärmepumpe?

Die Wärmepumpe hat sich in der öffentlichen Wahrnehmung als effizientes und umweltfreundliches Heizungssystem etabliert. Doch die Installationskosten für Eigentümer sind oft zu hoch, und das Stromnetz ist mancherorts noch nicht ausgelegt für die Masse, die in den kommenden Jahren ans Netz gehen soll. Wir beleuchten Alternativen zur Wärmepumpe, die auch unter das neue Gebäudeenergiegesetz 2023 (GEG) fallen, und betrachten dabei die Kosten für Installation, Betrieb und Wartung und blicken auch auf den ökologischen Fußabdruck, den das jeweilige System hinterlässt.

Diese Alternativen zur Wärmepumpe kommen in Frage

Alternativ zur Wärmepumpe können folgende Heizsysteme in Betracht gezogen werden:

• Infrarot-Heizung
• Pelletheizung und weitere Biomassenheizungen
• die Solarthermie
• Brennstoffzellen-Heizungen.

Jedes dieser Systeme bietet spezifische Vor- und Nachteile und kann je nach den individuellen Anforderungen und Gegebenheiten des Hauses eine geeignete Option sein. Ein Überblick.

Biomassenheizkessel

Es gibt verschiedene Arten von Biomasseheizungen, die Holz als Brennstoff verwenden. Hier sind einige typische Beispiele:

• Scheitholz-Holzvergaserkessel
  Diese Heizungen nutzen Holzscheite und arbeiten mit einer Holzvergasertechnik, die einen hohen Wirkungsgrad und geringe Emissionen ermöglicht. Sie bestehen aus zwei Brennkammern, eine für die Holzvergasung und eine für die Holzverbrennung. Diese Kessel sind in verschiedenen Leistungsbereichen erhältlich und eignen sich sowohl für Neu- als auch für Altbauten.
• Pelletheizung
  Hierbei handelt es sich um Heizungen, die mit gepressten Holzpellets betrieben werden. Sie erfordern einen separaten Lagerraum oder einen Gewebetank sowie eine Förderschnecke, um die Pellets zum Kessel zu transportieren. Pelletheizungen sind in verschiedenen Leistungsklassen erhältlich und eignen sich für den Einsatz in Neu- und Altbauten.
• Hackschnitzelheizung
  Diese Heizungen verwenden gehackte Holzreste, die als Hackschnitzel bezeichnet werden. Sie sind in größeren Leistungsbereichen erhältlich und eignen sich vor allem für Mehrfamilienhäuser oder kleinere Gewerbebetriebe. Neben dem Kessel benötigt man auch einen Lagerraum, eine Fördereinrichtung und einen Pufferspeicher. Die Lagerung der Hackschnitzel erfordert ausreichend Platz.
• Kamin-Kachelofen
  Kaminöfen sind eine günstige Möglichkeit, Holz zu verbrennen. Sie erwärmen den Raum, in dem sie sich befinden, und können auch über eine Wassertasche an das Heizsystem angeschlossen werden, um Wärme an Heizkörper oder die Warmwasserbereitung abzugeben. Kamin-Kachelöfen sind in verschiedenen Preisklassen erhältlich. Holz oder Holzpellets sind im Allgemeinen preisstabil, im Jahr 2022 stieg der Preis aber ähnlich wie bei Öl, Gas und Strom auch erheblich an.

Vorteile einer Biomasseheizung:

• Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen
• Geringe CO₂-Emissionen bei korrekter Nutzung
• Unabhängigkeit von Strompreisschwankungen und Stromausfällen
• Nutzung nachhaltiger Biomasse kann zu nahezu CO₂-neutraler Wärmeerzeugung führen
• Biomassen-Heizkessel können gefördert werden

Nachteile einer Biomasseheizung:    

• Anschaffungskosten können höher sein als bei Öl oder Gas
• Regelmäßige Wartung und Reinigung erforderlich
• Lagerung von Pellets benötigt Platz
• Emissionen wie Stickoxide (NOₓ) oder Feinstaub bei nicht ausreichender Filterung
• Größerer Platzbedarf für den Kessel
• Erfordert manuellen Holz- oder Holzpellet-Nachschub

Infrarotheizung

Infrarotheizungen sind Heizsysteme, die mit Infrarotstrahlung arbeitet. Sie bestehen aus flachen Heizpaneelen, die mit Infrarotstrahlern ausgestattet sind und an der Wand oder Decke montiert werden können. Die Heizung gibt direkte Infrarotstrahlen ab, die Objekte und Personen im Raum erwärmen, ähnlich wie Sonnenstrahlen, und dabei eine angenehme und gleichmäßige Wärme verbreiten. Optisch ähneln Infrarotheizungen oft flachen, glatten Paneelen, die unauffällig in den Raum integriert werden können.

Vorteile einer Infrarotheizung:

• Direkte Wärmeübertragung auf Objekte und Personen im Raum
• Einfache Installation und geringer Platzbedarf
• Emissionsfreier Betrieb mit Ökostrom

Nachteile einer Infrarotheizung:

• Höhere Betriebskosten aufgrund der Nutzung von elektrischer Energie. Etwa dreimal so viel wie die Wärmepumpe.
• Ungleichmäßige Wärmeverteilung im Raum bei Hindernissen oder ungünstiger Positionierung der Heizung
• Abhängigkeit von zuverlässiger Stromversorgung
• Keine staatliche Förderung

Brennstoffzellenheizung

Eine Brennstoffzellenheizung erzeugt sowohl Wärme als auch elektrische Energie durch elektrochemische Reaktionen. Sie verwendet in der Regel Wasserstoff und Sauerstoff aus der Luft als Reaktionspartner.  Dieser Heizungstyp ist aber noch Zukunftsmusik, weil es noch kein großes Wasserstoffnetz gibt.

Vorteile einer Brennstoffzellenheizung:

• Brennstoffzellenheizungen haben einen hohen Wirkungsgrad, da sie sowohl Wärme als auch Strom erzeugen und die entstehende Abwärme nutzen.
• Brennstoffzellenheizungen sind in der Regel kompakt und benötigen weniger Platz als eine Wärmepumpe.
• Eine Brennstoffzellenheizung kann den eigenen Strombedarf decken und bietet somit eine gewisse Unabhängigkeit vom Stromnetz.
• Im Vergleich zur Wärmepumpe erzeugt eine Brennstoffzellenheizung in der Regel weniger Geräusche während des Betriebs.
   

Nachteile einer Brennstoffzellenheizung:

• Brennstoffzellenheizungen dürften in der Anschaffung relativ teuer werden. Der Einstieg für das Gerät ohne Installation ist bei etwa 25.000 Euro.
• Brennstoffzellenheizungen erfordern einen geeigneten Brennstoff, wie Gas oder künftig Wasserstoff, der aber noch nicht überall in ausreichender Menge verfügbar ist.

Solarthermie

Die Solarthermie verwandelt Sonnenenergie in Wärme für Warmwasser und Raumheizung. Solarkollektoren fangen die Sonnenstrahlen ein und erhitzen eine Flüssigkeit. Über einen Rohrkreislauf gelangt die Flüssigkeit in den Solarspeicher, wo die Wärme gespeichert wird.

Mit einem Wärmetauscher wird die Wärme zur Erwärmung des Trinkwassers oder zur Unterstützung der Raumheizung genutzt.  Die Flüssigkeit muss in regelmäßigen Abständen erneuert werden.

Vorteile von Solarthermie:

• Es handelt sich um eine nachhaltige und erneuerbare Energiequelle, die keine direkten CO₂-Emissionen verursacht.
• Sobald die Solarkollektoren installiert sind, sind die Betriebskosten der Solarthermie im Allgemeinen niedrig, da die Sonnenenergie kostenlos verfügbar ist. Dies kann zu langfristigen Einsparungen bei den Heizkosten führen.
• Die Solarthermie kann die primäre Wärmequelle für Warmwasser und Raumheizung sein, was den Energiebedarf anderer Heizsysteme in einem Hybridsystem mit einer Wärmepumpe reduziert. Dies kann zu einer Verringerung des Stromverbrauchs und damit der Stromkosten führen.

Nachteile von Solarthermie:

• Die Effizienz der Solarthermie hängt stark von der Sonneneinstrahlung ab. In den Wintermonaten oder bei bewölktem Wetter ist die Leistung der Solarthermie gering.
• Die Installation von Solarkollektoren erfordert Platz auf dem Dach oder im Freien.
• Die Solarthermie allein reicht in den meisten Fällen nicht aus, um den gesamten Wärmebedarf eines Gebäudes zu decken. Eine zusätzliche Heizquelle wie eine Wärmepumpe ist dann erforderlich. Ausnahme: Es gibt so genannte Sonnenhäuser mit riesigen Saisonspeichern, die gänzlich mit Sonnenenergie beheizt werden.

E-Fuels: Alternative der Zukunft?

E-Fuels, auch bekannt als Power-to-Liquid, bezieht sich auf synthetische Kraftstoffe, die aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind- oder Solarenergie hergestellt werden. Sie sollen in Zukunft als Alternative zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen wie Benzin, Diesel und Heizöl dienen.

Vorteile von E-Fuels:

• Theoretisch können damit alte und neue Ölkessel betrieben werden.

Nachteile von E-Fuels:

• Es gibt die E-Fuels derzeit aber noch nicht in ausreichender Menge.
• Die Herstellung ist sehr energieaufwendig und teuer. Es werden 27 Kilowattstunden Strom benötigt, um einen Liter E-Fuel herzustellen. Zum Vergleich: Ein Liter Heizöl hat einen Energiegehalt von lediglich 9,8 Kilowattstunden.

Gesamt-Fazit

_{* Die tatsächliche CO₂-Bilanz hängt dann vom spezifischen Energiemix des Stromnetzes  ab. In Zukunft soll der Strom grundsätzlich nicht mehr aus fossilen Energieträgern erzeugt werden.
** Die Brennstoffzelle ist aufgrund des nicht in ausreichender Menge vorhandenen Wasserstoffs noch keine ökologische Alternative zur Wärmepumpe.}

Nach Betrachtung der Vor- und Nachteile gegenüber der Wärmepumpe lassen sich einige Schlussfolgerungen ziehen:

• Die Wärmepumpe hat im Vergleich zu den anderen Heizungssystemen hohe Anschaffungskosten. Dagegen überzeugt sie mit niedrigeren laufenden Kosten – und hoher Effizienz. Sie minimiert CO₂-Emissionen, kann auch im Winter garantiert Wärme erzeugen, bei etwas erhöhtem Energieverbrauch.
• Die Infrarotheizung hat geringe Anschaffungs- und Installationskosten. Allerdings sind die Betriebskosten hoch, weil sie deutlich mehr Strom verbraucht, um dieselbe Heizleistung zu erzeugen.
• Die Biomasseheizung, darunter die Pelletheizung, hat die höchsten Anschaffungskosten. Die Betriebskosten sind niedrig, weil Holz- und Pellets trotz hohen Schwankungen sogar gegenüber Strom vergleichsweise günstig sind. Allerdings erzeugt die Verbrennung Stickoxide, die bei nicht ausreichender Filterung in die Umwelt gelangen können. Die Effizienz ist aber hoch, und sie verursacht geringe CO₂-Emissionen. Die Pelletheizung sowie die Lagerung für die Pellets nehmen dafür deutlich mehr Platz ein. Wer aber von Öl auf Pellets umsteigt, dürfte über ausreichend Lagerplatz verfügen, sobald der Öltank entsorgt ist.
• Die Brennstoffzelle ist aufgrund der hohen Anschaffungskosten und der noch nicht vorhandenen Wasserstoffinfrastruktur noch keine ökologische Alternative zur Wärmepumpe. Es gibt zwar Brennstoffzellen, die mit Erdgas betrieben werden. Sie müssten aber „h2 Ready“ (umrüstbar auf Wasserstoff) sein, damit sie GEG-konform sind.
• Die Solarthermie hat mittlere Anschaffungs- und Installationskosten. Die Betriebskosten sind niedrig, und es fallen keine Brennstoffkosten an, sie verursacht keine CO₂-Emissionen. Der Nachteil ist, dass sie in den Wintermonaten aufgrund niedriger Sonnenleistung wenig Energie erzeugt, und deswegen nur eine weitere Heizung wie etwa eine Wärmepumpe in Kombination unterstützen kann.
• Die E-Fuels sind enorm energieaufwendig in der Produktion und sind in Form eines Heizölersatzes noch nicht verfügbar. Ob die E-Fuels jemals in der benötigten Menge produziert werden, bleibt fraglich.

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