Gehe zum Inhalt, überspringe Menüs

 

Regenerative Energien

Zur langfristigen Sicherung unserer Lebensbedürfnisse, aber auch zur angemessenen Erhöhung von Wohnwert und Wohnkomfort ist die nachhaltige Berücksichtigung ökologischer Belange wichtiger denn je. Ein wesentliches Thema ist der Umgang mit fossilen Energieträgern. In einem Umfeld hoher Energiekosten und der aktuellen Diskussion zum Klimaschutz gewinnt die Reduzierung des Energieverbrauchs nicht nur im Neubau, sondern auch im Gebäudebestand immer mehr Bedeutung.

Das Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (EEWärmeG) stellt einen wichtigen Baustein im Fördersystem für erneuerbare Energien dar. Es verfolgt im Interesse des Klimaschutzes, der Schonung fossiler Ressourcen und der Minderung der Abhängigkeit von Energieimporten eine nachhaltige Entwicklung der Wärme- und Kälteversorgung sowie die Förderung der Weiterentwicklung der Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energien. Erneuerbare oder regenerative Energien sind natürliche Energiequellen wie die Sonneneinstrahlung oder Energiequellen pflanzlichen Ursprungs, die sich auf natürliche Weise erneuern. Zu den regenerativen Energien gehören Wasserkraft, Umweltwärme, Windkraft, Solarenergie, Kraft-Wärme-Kopplung, Energie aus Biomasse sowie Geothermie.

Bauherren (und unter bestimmten Voraussetzungen auch Eigentümern alter Gebäude) wird zur Auflage gemacht, bei der Errichtung eines jeden Neubaus einen Teil des Energiebedarfs aus erneuerbaren Energien zu decken. Das Gesetz schreibt je nach gewählter Energiequelle verschiedene Mindestprozentsätze bezüglich des Wärmebedarfsdeckungsgrades vor. Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen dem EEWärmeG und der EnEV (Energieeinsparverordnung). Der Einsatz erneuerbarer Energien ist somit verpflichtend, was deren Ausbau im Wärme- und Kältesektor bei der energetischen Gebäudeversorgung vorantreiben soll.

1. Geothermie/Erdwärme

Geothermie zählt zu den bedeutendsten und gleichzeitig innovativen regenerativen Energien. Wärmepumpenheizungen gelten heute als technisch ausgereift und zuverlässig. Es wird unterschieden zwischen oberflächennaher Erdwärmenutzung (in bis zu 400 m Tiefe) und Tiefengeothermie. Im Erdreich herrschen in Tiefen zwischen 70 m bis 120 m konstant hohe Temperaturen. Auch in mitteleuropäischen Breiten ist es möglich, aufgrund des hohen Temperaturniveaus das ganze Jahr über Energie aus Erdwärme zu beziehen.
Dank Geothermie lässt sich Wärme zu jeder Zeit, also unabhängig von Jahreszeit oder Witterung, Tag oder Nacht, bereitstellen. Weitere Vorteile sind der geringe Platzbedarf, niedrige Betriebskosten, hoher Komfort durch Automatisierung und der geringe Ausstoß von Kohlendioxid. Besonders günstig lässt sich Erdwärme mit einem Anschluss an Nah- oder Fernwärmenetze nutzen.

2. Solarenergie

Mit diesem Begriff beschreibt man die Energie, die über die Sonne gewonnen wird. Es wird unterschieden zwischen der Umwandlung in Wärme und der Umwandlung in elektrische Energie, also zwischen Solarthermie und Photovoltaik. Solaranlagen können ohne zusätzlichen Flächenverbrauch z. B. auf Hausdächern installiert werden, sie verursachen weder Treibhausgase noch Lärm.

Unter Solarthermie versteht man die Nutzung der thermischen Energie der Sonnenstrahlung. Mit solarthermischen Anlagen lässt sich z. B. heißes Wasser für Heizungsanlagen aufbereiten, Kälte oder Prozesswärme erzeugen.

Es wird unterschieden zwischen aktiver und passiver Nutzung. Bei der ersteren sammeln Sonnenkollektoren die Lichtenergie der Sonne, wandeln sie um in Wärme und leiten sie über ein flüssiges Medium an einen Speicher weiter. Die gewonnene Energie wird zum Heizen und zur Warmwasserbereitung eingesetzt. Die Platzierung der Kollektoren erfolgt in den meisten Fällen auf dem Dach (inzwischen gibt es auch Kollektoren in Dachpfannenform) oder an Fassaden, ausgerichtet nach Süden. In früheren Zeiten installierte man die Kollektoren in einer festen Verankerung. Mittlerweile sind bewegliche Systeme im Handel, die sich in Sonnenrichtung führen lassen. Bei der Warmwasserbereitung mittels Solarthermie reicht die gewonnene Hitze bei Nutzung optimal kombinierter Kollektorfläche und Wasserspeichervolumen aus, um einen Haushalt über weite Teile des Jahres mit Warmwasser zu versorgen. In Verbindung mit einem wasserführenden Holzpellet-Heizkessel oder einem wasserführenden Kaminofen ist bei guter Dämmung die umweltfreundliche und sichere Warmwasserversorgung, aber auch die Gebäudebeheizung während des gesamten Jahres garantiert.

Passiv wird die Sonnenenergie genutzt, indem ein Gebäude direkt durch Sonneneinstrahlung erwärmt wird - das bedeutet, die Fensterflächen sind entsprechend ausgerichtet oder die äußere Dämmschicht ist durchlässig für die Sonneneinstrahlung. Auch mit einem durchdacht angebauten Wintergarten lässt sich ein Haus erwärmen.

Investiert der Hauseigentümer in die solare Stromerzeugung, die Photovoltaik, wird er quasi zum Kraftwerksbesitzer. Die Strahlungsenergie der Sonne wird sofort in elektrische Energie umgewandelt. Dazu ist direkte Sonneneinstrahlung nicht unbedingt erforderlich, eine Photovoltaikanlage funktioniert mit reduzierter Leistung auch bei bewölktem Himmel. Speist der Besitzer der Anlage seinen Überschuss ins öffentliche Stromnetz, erhält er von seinem Stromversorger eine garantierte Vergütung auf Basis des Erneuerbare-Energien-Gesetzes.

3. Windkraft

Die Kraft des Windes wurde bereits in weit vergangenen Zeiten in Form von Windmühlen als Energiequelle genutzt. Schon deshalb gelten Windräder nicht als eine Erfindung der Neuzeit. Der Nutzung des Windes als Energiequelle kommt heute eine bedeutende Rolle zu, denn die heutigen Anlagen wandeln die Bewegungsenergie des Windes in elektrischen Strom um und tragen somit zu einer klimaverträglichen Energieversorgung bei.

Aufgrund des weltweiten Windaufkommens lassen sich Turbinen nicht nur in stürmischen Küstengebieten installieren, sondern auch an Standorten im Landesinneren. Um die Energieeffizienz aus Windkraft zu steigern, werden vielerorts kleine und zwischenzeitlich veraltete Anlagen ausgetauscht gegen eine geringere Anzahl moderner Anlagen mit einer höheren Leistung. Daraus ergibt sich eine Verbesserung des Landschaftsbildes, und auch die Eingriffe in die Umwelt reduzieren sich.

Ertragreicher als an Land erweisen sich die Windressourcen auf dem Meer. Aus diesem Grund stellt der Ausbau der sogenannten Offshore-Windenergienutzung weiterhin einen wichtigen Schwerpunkt im Ausbau der Windenergie auf offener See dar.

4. Biogasanlagen

Mit Biomasse ist es möglich, aus nachwachsenden Rohstoffen Strom, Wärme und Kraftstoffe zu produzieren. Algen und weitere Pflanzen, Bioabfall oder Speisereste, Feldfrüchte und Holz, selbst Gülle, Mist und weitere Abfälle aus der Land- und Forstwirtschaft sowie Klärschlamm eignen sich hervorragend als biologische Energieträger zur Umsetzung in modernen Biomasse- oder Biogasanlagen.

In Biogasanlagen wird brennbares Gas durch die Vergärung von Biomasse unterschiedlicher Herkunft hergestellt. Die Energie aus Biomasse lässt sich gut speichern und steht jederzeit zur Verfügung. Sie wird zur Stromerzeugung und zum Betrieb von Fahrzeugen genutzt oder aber ins Gasversorgungsnetz eingespeist.

Auch die Biogasnutzung hat in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Zudem ist sie bei nachhaltiger Ernte CO2-neutral in der Energieerzeugung, d. h. bei der Umwandlung des pflanzlichen Materials in nutzbare Energie wird nur die Menge an Kohlendioxid freigesetzt, die von den Pflanzen aufgenommen wurde.

5. Regenwassernutzung

Unser Trinkwasser, gefördert aus dem Grundwasser oder Oberflächenwasser, muss vor dem Einspeisen in die Wasserleitungen für die Haushalte aufbereitet werden. Alles zusammen verursacht immense Energiekosten. Da Trinkwasser nicht nur als Lebensmittel, sondern gleichfalls z. B. für die Toilettenspülung genutzt wird, liegt die Verschwendung von natürlichen und finanziellen Ressourcen auf der Hand.

Hier lässt sich sowohl beim Neubau als auch im Baubestand Abhilfe mit Regenwassernutzungsanlagen schaffen. Bevor die zentrale Trinkwasserversorgung in Stadt und Land selbstverständlich wurde, speicherten die Menschen Regenwasser in Zisternen. Dank moderner Varianten dieses Speichersystems steht Wasser für Toilettenspülung, Waschmaschine und Gartenbewässerung jederzeit zur Verfügung.

Regenwasser wird über die Dachflächen aufgefangen und mittels Regenrinne in den Zisternenspeicher geleitet, der entweder im Keller, unter der Erde oder überirdisch im Garten platziert ist. Überschüssiges Wasser gelangt per Überlauf direkt in eine Versickerungsanlage oder in die Kanalisation.

Bei Nutzung eines Verbrauchsgeräts reagiert die daran angeschlossene Zisternenpumpe und führt das Regenwasser der Toilettenspülung oder der Waschmaschine zu. Da das Wasser keinen Kalk enthält, schont es die Haushaltsgeräte und eignet sich auch hervorragend zum Gießen von Pflanzen in Haus und Garten. Aus Hygienegründen empfiehlt sich eine fachkundige Installation und regelmäßige Wartung des Tanks.

6. Holz oder Holzpellets

Wärme, die nachwächst, erzielt man durch den Einsatz des Brennstoffs Holz, der eine preisgünstige und zugleich umweltschonende Alternative zu fossilen Brennstoffen darstellt. Werden Bäume gefällt, können neue Bäume angepflanzt werden. Allerdings dauert es eine Zeit, bis sie die entsprechende Größe zur Verarbeitung erreicht haben.

Diese nachwachsende Biomasse aus dem Wald trägt nicht zur Erderwärmung bei, denn bei der Verbrennung wird nur so viel Kohlendioxid freigesetzt wie der Baum während seiner Wachstumsphasen aufgenommen hat.

Ein zu Stäbchen gepresstes Brennmaterial aus Holzabfällen, wie Säge- und Hobelspäne aus der Produktion von Balken und Möbeln sind Holzpellets. Im Idealfall enthalten sie keine chemischen Bindemittel, und weisen eine hohe Energiedichte auf. Pellets werden in speziell dafür konstruierten, wasserführenden Heizungen verfeuert. Bei einer vollautomatischen Holzpellet-Heizung transportiert eine Förderschnecke die Pellets in den Brenner. Rückstände bei der Verbrennung fallen kaum an, der Reststaub lässt sich in der Regel problemlos über den Kompost entsorgen. Alternativ dazu kann auch ein wasserführender Kaminofen mit Scheitholz zum Einsatz kommen. Die Kombination mit einer solarthermischen Anlage ist dabei empfehlenswert. Pellet-Heizungen eignen sich auch für Einfamilienhäuser oder kleinere Mehrfamilienhäuser.

Auch Holzhackschnitzel erfreuen sich großer Beliebtheit als Heizmaterial - entweder technisch oder naturgetrocknet. Bei diesem Waldrestholz handelt es sich um gehackte und getrocknete Stücke in meist rechteckiger Form, deren Verbrennung eher für größere Anlagen vorgesehen ist.

7. Kraft-Wärme-Kopplung

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist eine hoch effiziente Lösung zur Energieerzeugung. Bei diesem Prinzip wird primär erzeugte mechanische Energie unmittelbar in elektrische Energie transformiert.

Dazu wird ein Brennstoff verfeuert (z. B. Erdgas, Heizöl, Biogas, Klärgas, Deponiegas, Pflanzenöl, Holz, Pellets, Bioethanol), um über einen Motor oder eine Turbine Strom zu erzeugen. Dadurch entsteht Abwärme, die, gewonnen mittels eines Wärmetauschers, zum Heizen oder zum Erwärmen von Wasser genutzt wird. Eine KWK-Anlage lässt sich auch mittels Solarthermie und Geothermie betreiben. Die Abgabe von ungenutzter Abwärme an die Umgebung wird dabei weitestgehend vermieden, der Brennstoffbedarf ist stark verringert. Die nutzbare Wärme lässt sich für Heizzwecke (Nah- und Fernwärme) oder für Produktionsprozesse verwenden.

Inzwischen wird die Kraft-Wärme-Kopplung nicht nur in Industrie- und Gewerbebetrieben angewandt, sondern kommt ebenso in vielen öffentlichen Gebäuden wie Schulen, Krankenhäuser, Hotels und Schwimmbäder zum Einsatz. Für Ein- und Mehrfamilienhäuser bietet der Markt mittlerweile Mini-Blockheizkraftwerke oder Strom erzeugende Heizungen (SEH) an, die sich in jedem Heizungskeller installieren lassen und somit auch kleinere Haushalte mittels KWK beheizen und mit Energie versorgen. Daraus resultiert eine Verringerung des Energieeinsatzes und der CO2-Emissionen.

Diverse Möglichkeiten der staatlichen Förderung sollen den Ausbau der KWK-Nutzung forcieren. Weitere Informationen unter www.bafa.de und www.kfw.de.