In der vorliegenden Studie wird ein Vergleich verschiedener Heizungs- und Warmwasserbereitungssysteme für ein typisches Niedrigenergiehaus (NEH) durchgeführt. Dabei werden End- und Primärenergieverbräuche, CO₂-Emissionen sowie Investitionen und jährliche Gesamtkosten ermittelt. Die Wärmedämmung des Gebäudes bleibt jeweils unverändert [NEH-Standard: Heizwärmebedarf unter 70 kWh/(m²a)].
Als Basisheizsysteme werden betrachtet:

• Erdgasheizungen mit Niedertemperatur (NT)- und Brennwertkesseln (BW)
• Elektrospeicherheizungen (ESp)
• Erdreich/Sole - Elektrowärmepumpen (EWP)

Diese Basissysteme werden durch die Kombination mit verschiedenen Lüftungsstrategien – von der Fensterlüftung über mechanische Abluftsysteme bis zu Wärmerückgewinnungssystemen mit Luft/Luft-Wärmepumpen – weiter variiert.Zusätzlich wird auch die Wärmeversorgung über ein Nahwärmenetz, das durch ein Gasmotor-BHKW aufgespeist wird, aufgenommen.
Zur Ermittlung der Energieverbräuche wurden berücksichtigt:

• Heizwärmebedarf nach der europäischen Norm EN 832
• Warmwasserbedarf
• Hilfsenergien (z.B. Pumpen- und Lüfterantriebe)
• Innere Wärmequellen und solare Wärmegewinne

Der Primärenergiebedarf und die CO₂-Emissionen wurden mit den Faktoren nach GEMIS 3.0 berechnet und zur Sensitivitätsanalyse mit den Ergebnissen anderer Autoren verglichen.

Die Ergebnisse können folgendermaßen zusammengefaßt werden:

Beim Vergleich der Primärenergieverbräuche unter Einschluß der kompletten vorgelagerten Aufwendungen für die Erdgas- und Strombereitstellung können nur Elektrowärmepumpensysteme den niedrigen Primärenergiebedarf von Erdgasheizungen mit Brennwert- oder Niedertemperaturtechnik [88 bis 119 kWh/(m²a)] erreichen.
Elektrospeicherheizungen weisen Primärenergieverbräuche auf, die zwischen ca. 35% (ESp mit 65% Wärmerückgewinnung und zusätzlicher Luft/Luft-Wärmepumpe) und 130% (ESp mit Fensterlüftung) höher liegen als beim Referenzheizsystem (Erdgas NT-Kessel mit Abluftanlage). Gegenüber der Brennwertnutzung fallen die Unterschiede noch deutlicher aus.

Einen um ca. 40% niedrigeren Primärenergieverbrauch gegenüber dem Referenzsystem weist die Nahwärmeversorgung (Gasmotor-BHKW) des Niedrigenergiehauses auf.
Noch drastischer zeigt der Vergleich der CO₂-Emissionen, daß im Niedrigenergiehaus Elektrospeicherheizungen auch in Kombination mit Wärmerückgewinnungsanlagen und Luft/Luft-Wärmepumpen im Vergleich zu Erdgasheizungen keine umweltpolitisch akzeptable Lösung darstellen. Die CO₂-Emissionen des hier untersuchten NEH mit Elektrospeicherheizung und 65% Wärmerückgewinnung betragen 10,3 Tonnen CO₂/a. Bei Einsatz der Erdgasreferenzanlage werden nur noch ca. 37% davon emittiert - 6,5 Tonnen CO₂/a weniger. Erst die Sole/Erdreich-EWP kombiniert mit 80% Wärmerückgewinnung aus der Abluft erreicht das gleiche niedrige Niveau der Erdgasreferenzanlage.

Nur das nahwärmeversorgte NEH mit Erdgas weist noch niedrigere CO₂-Emissionen auf. Aufgrund der CO₂-Gutschrift für den gekoppelt erzeugten Strom ergeben sich sogar negative Werte. Das bedeutet, die Wärme wird rechnerisch ohne CO₂-Emissionen zur Verfügung gestellt.
Bei den Investitionen (Niveau: 20.000 DM bis 35.000 DM) sind die Unterschiede beim Einsatz von Erdgasheizungen mit NT- oder BW-Technik im Vergleich zu Elektrospeicherheizungen jeweils mit den gleichen Lüftungssystemen nicht groß. Nur die Investitionen für Systeme mit Elektrowärmepumpen liegen zwischen 5.000 DM und 10.000 DM über den Investitionen für Erdgasheizungen mit den gleichen Lüftungssystemen.

Die Investitionen der Nahwärmeversorgung einschließlich Anschlußkosten liegen mit rund 21.000 DM in gleicher Höhe wie bei der Erdgasreferenzanlage.
Die jährlichen Gesamtkosten betragen bei der Erdgas-Referenzheizung 3.091 DM/a und damit gut 700 DM/a weniger als bei Elektrospeicherheizungen sowie mindestens 380 DM/a weniger als bei Heizsystemen mit Elektrowärmepumpen. Die Gesamtkosten bei einer Nahwärmeversorgung entsprechen mit 3.075 DM/a den Gesamtkosten der Referenzanlage.

Der Vergleich von Heizsystemen für Niedrigenergiehäuser zeigt, daß sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus Umweltschutzgründen moderne Erdgasheizungen und Nahwärmesysteme (Kraft-Wärme-Kopplung mit Erdgas-BHKW) bei NEH-Standard die beste Wahl darstellen.
Aus Sicht des Umweltschutzes stellen auch die untersuchten Sole/Erdreich - Elektrowärmepumpen sowie die Kombination aus Abluftwärmepumpe und Erdgas-Spitzenheizung akzeptable Lösungen dar. Für den Einsatz des Wärmepumpen-Kompaktaggregates ist eine weitere Verringerung des Heizwärmebedarfs des Referenzhauses zu empfehlen.

Dagegen sind die untersuchten Elektrospeicherheizungen mit gut zweimal so hohem Primärenergieeinsatz im Vergleich zu allen übrigen Heizsystemen vor dem Hintergrund der Klimaschutzziele der Bundesregierung auch im Niedrigenergiehaus nicht akzeptabel.

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