Heizung mit Strom statt fossiler Energie?

Zuletzt bearbeitet 07.03.2022 
Die Nutzung von Strom zum Heizen ist in der Regel ausgesprochen ineffizient, weil sowohl bei der Stromproduktion wie auch beim -transport erhebliche Energieverluste auftreten:

• Stahlproduktion
  Bei der Herstellung von Stahl wird auch sehr viel Alteisen mitverwendet, d. h. eingeschmolzen. Mittel Lichtbogenheizung (bekannt vom Schweissen) kann Strom vergleichsweise effizient eingesetzt werden. Aus energetischen Gründen erscheint aber die Nutzung von Wasserstoff als Heizmedium deutlich sinnvoller, weshalb die Stromheizung in der Stahlindustrie auch zukünftig nur für Süezialstähle sinnvoll erscheint.  
• Glasproduktion
  Das Aufschmelzen von Silikaten und recyceltem Alt-/Bruchglas zur Herstellung von Glas kann auch elektrisch erfolgen. Der Einsatz von Strom aus unregelmäßig vorhandenen Quellen ist hier sogar besonders interessant, da bei der Glasproduktion typischerweise in einem Batch größere Mengen (mehr als 10 m3) an Flüssigglas erzeugt werden, die dann erst nach und nach zur Herstellung von Glasartikeln abgefüllt werden. Man kann also zu Zeiten eines Überangebots von Strom (z.B. durch Photovoltaik am Mittag) die Glasrohstoffe schnell aufschmelzen und dann für den Rest des Tages das Flüssigglas nach und nach verarbeiten. Dadurch wird der Stromverbrauch dem Stromangebot angepasst.  

Wärmepumpen & Hochtemperatur-(HT)-Wärmepumpen ersetzen fossile Heizungssysteme in Industrie, Wohnungen und Gewerbeanlagen!

Zuletzt bearbeitet 02.09.2022 
Wärmepumpen für Anwendungen bis ca. 60 Grad C stellen eine etablierte Technologie dar, die u.a. für Heizungsanlagen von Wohn- und Geschäftshäusern bereits etabliert ist.

In vielen Fällen wird allerdings auch das Warmwasser für Bäder, Duschen und Küchen zentral in einer Heizungsanlage erzeigt. Hierfür wird eine Vorlauftemperatur von mindestens 70 Grad C benötigt, bei größeren Wohnanlagen oder Bürokomplexen muss die Vorlauftemperatur sogar mindestens 90-110 Grad C (Druckanlagen) betragen. Einstufige Wärmepumpen können solche Temperaturen in der Regel nicht erreichen. Will man bei der Wärmepumpentechnologie bleiben, müssen mehrstufige Wärmepumpen verwendet werden. Die Heizungsanlage wird entsprechend komplex.

Durch den Einsatz von bereits warmen Ausgangsmedien (z. B. Geothermie-Warmwasser) oder durch eine Kaskade von mehreren Wärmepumpen hintereinander (erwärmtes Wasser einer ersten Wärmepumpe dient als Medium für die zweite Stufe) sowie durch das Identifizieren geeigneter HT-Wärmeübertragungsmedien innerhalb der Wärmepumpe können seit kurzem auch nutzbare Temperaturen bis 180 Grad C erzielt werden.

Soamit können jetzt die meisten chemischen Prozesse, die meisten temperaturkritischen Prozesse der Nahrungsmittelindustrie (z.B. Koch- und Trocknungsprozesse) sowie diverse Umformprozesse in der verarbeitenden Metall-und Kunstoffindustrie neu mit Wärmepumpen betrieben werden. Dies stell ein großes Potential dar!

Wärmepumpen benötigen sehr viel Strom!

Zuletzt bearbeitet 02.09.2022 
Ein gravierender Nachteil der Wärmepumpentechnologie ist der hohe Strombedarf.

Die real gemessene Strommengebei Wärmepumpen für die Heizung von Wohngebäuden benötigt ca. 30% der Heizenergie aus Strom und nur 70% der Wärme wird aus der Umgebung (Erdboden oder Luft) entnommen. Dabei gibt es natürlich Schwankungsbreiten, die in den allermeisten Fällen je nach Typ der Anlage irgendwo zwischen 25% und 35% Strombedarf liegt. Aber selbst die besseren Anlagen (25%) benötigen sehr viel Strom, wie folgende Aufstellung zeigt:

Bei einer Umrüstung einer Verbrennerheizungsanlage auf eine gute Wärmepumpenanlagne wird der Strombedarf eines Haushalts somit mehr als verdoppelt! Wird zusätzlich noch ein e-Auto angeschafft, wird der Gesamtstromverbrauch mehr als verdreifacht!

Zur Zukunftsfähigkeit der Gas-Heizung:
"BRÜCKENTECHNOLOGIE"?

Zuletzt bearbeitet 02.09.2022 
Natürlich sind Gasheizungen CO2-Emittenten, denn das Gas wird ja verbrannt. CO2-neutral sind nur Heizungssysteme, die zu 100% auf erneuerbarer Energie basieren, wie tiefe Geothermie (über Nah- bzw. Fernwärmenetze) und Stromheizungen wie z. B. Wärmepumpen (sofern der eingesetzte Strom aus erneuerbarer Energie kommt).

Andererseits produzieren Gasheizungen pro erzeugter Wärmemenge deutlich weniger CO2 als Öl- oder gar Kohleheizungen. Ist das schon allein ein Grund, Gasheizungen als "Brückentechnologie" zu bezeichnen? NEIN, sicher nicht. ABER... Gasheizungen lassen sich dahingehend anpassen, dass dem Erdgas größere Anteile an Wasserstoff zugemischt werden können, ohne dass die Heizungsanlage komplett ausgetauscht werden muss. Ausreichen sollte hier eine mit begrenztem Aufwand umzusetzende Anpassung der Heizungsanlage.

Die Verbrennung von Biomasse wie Holz setzt ebenfalls (geringere Mengen) CO2 frei, zusätzlich benötigt sie Energie für die Bereitstellung des Brennmaterials in geeigneter Form & emittiert (Holz in Offenfeuerung, -> Filtersysteme!) u. U. größere Mengen Feinstaub & Russ!