Beuron soll bis 2045 klimafreundlich heizen – Wie soll das gehen?

Der Mensch trägt meßbar zum Klimawandel bei. Für Regionen wie das Obere Donautal, wo die Heizperiode sieben Monate im Jahr lang ist, könnte man hoffen, dass der Heizbedarf und damit der Energieverbrauch durch die Erderwärmung abnimmt. Auf der anderen Seite steht Mumbai, das bereits heute ohne Klimaanlagen kaum erträglich ist. Und noch unerträglicher wird.

Nach einer Veröffentlichung des Landes Baden-Württemberg ist die Jahresdurchschnittstemperatur in Baden-Württemberg in den letzten 100 Jahren um etwa ein Grad Celsius auf jetzt etwa 8 Grad gestiegen. Ungewöhnliche Wetterereignisse wie Stürme und Hagel mit entsprechenden Schäden haben zugenommen. Der Wald leidet.

Heizungsarten im Wandel der Zeit

Der frierende Mensch hat seine Behausung immer wieder anders erwärmt. Treiber des Wandels waren in den letzten zweihundert Jahren vor allem der Komfort und die Kosten.

Die Armen heizten mit Torf, Kuhmist oder sie froren. Die Reichen hatten offene Kamine, in denen Bedienstete Holz verbrannten. Ab Anfang des 20. Jahrhunderts demokratisierte billiges Öl das Heizen. Später kam Erdgas als Wärmeenergie dazu. Seit den 1950er Jahren auch Strom, der in Kraftwerken aus Kohle, Erdgas oder nuklearem Brennstoff erzeugt wurde. Immer mehr Fernwärmenetze wurden gebaut.

Heute gibt es für den Wandel der Heiztechnologie neben Komfort und Kosten einen dritten Treiber: den Klimawandel.

Immer mehr CO2

Den fossilen Brennstoffen wie Kohle und Gas und auch Biomasse (Holz, Torf, Energiepflanzen) ist gemeinsam, dass sie bei der Verbrennung viel CO2 in die Atmosphäre entlassen. Und damit über den so genannten Treibhauseffekt zur Erwärmung der Erde beitragen.

Dieser Zusammenhang ist schon Mitte des 19. Jahrhunderts von einem weiblichen Genie namens Eunice Newton-Foote in den USA wissenschaftlich belegt worden.

CO2-Emissionen nach Energieart (Statista 2024)

Dieses CO2 verbleibt sehr lange in der Atmosphäre. Der natürliche Abbau erfolgt über Jahrtausende. Solange der CO2-Zuwachs in der Atmosphäre nicht Null ist, nehmen der Treibhauseffekt und damit die Erderwärmung zu.

Auch 2023 sind die weltweiten CO2-Emissionen noch um 1,1 Prozent gewachsen, vor allem wegen China.

Akkumuliertes CO2 nach Verursacherregion (NYT 2024)

Trotz der vielen Milliarden Euro, die die Energiewende zur Begrenzung des CO2-Ausstosses gekostet hat, ist Deutschland im internationalen Vergleich kein Musterknabe.

Deutschland emittiert zwar nur 2,2 Prozent des globalen CO2-Volumens. Aber außer China, Indien und Indonesien verbrennt nur Deutschland in den letzten Jahren signifikant mehr klimaschädliche Kohle. Daran ist u.a. der Ausstieg Deutschlands aus der weitgehend CO2-freien Atomenergie verantwortlich

Brauchen wir weiter eine Heizung?

Ganz klar, ja. Weltweit gilt eine Jahresdurchschnittstemperatur von ca. 15 Grad als Grenzwert, ab dem flächendeckend in Wohnräumen Heizungen betrieben werden. Derzeit gibt es kein Klima-Szenario, in dem hier die durchschnittliche Temperatur auf das Niveau von Portugal, den Libanon oder Argentinien steigt. In diesen Ländern ist die Beheizung der Wohnräume nicht erforderlich.

In Deutschland werden aktuell drei Viertel der 42 Mio. Wohnungen mit fossilen Energieträgern geheizt: Öl und Gas. Weitere 15 Prozent sind an Fernwärmenetze angeschlossen, die auch mit viel Öl und Gas betrieben werden.

Wie aber in unseren Breitengraden heizen, ohne den Klimawandel zu befördern? Die Bundesregierung will als europäischer Streber sogar fünf Jahre vor allen anderen CO2-neutral sein – im Jahr 2045 statt im Jahr 2050 wie alle anderen EU-Staaten.

Um in den nächsten zwanzig Jahren neue nicht-fossile Heizsysteme in 30 Mio. Wohnungen einzubauen sind nach heutigen Preisen jährliche Investitionen in Höhe von etwa 25 Mrd. Euro erforderlich. Das gilt bei der Annahme, dass eine neue nicht-fossile Wärmequelle für ca. 15.000 Euro zu bekommen ist.

Das gewerblich Ausbaugewerbe, zu dem auch der Heizungsbau gehört, hat 2023 etwa 75 Mrd. Umsatz gemacht. Eine Steigerung auf 100 Mrd. Umsatz pro Jahr und mehr erscheint nicht unrealistisch, ist aber ziemlich ambitioniert. Ich kann handwerklichen Unternehmensgründern nur empfehlen, in den Markt für neue Heizungen einzusteigen. Wäre ich jünger, würde ich das vielleicht auch machen.

Aber was genau sollen die Heizungsbauer einbauen? Meine grün wählenden Berliner Freunde raten mir zu einer Wärmepumpe. Aber so einfach ist es leider nicht. Weder sind strombetriebene Wärmepumpen in Deutschland bisher besonders CO2-arm. Noch sind sie trotz des Ausbaus der erneuerbaren Energien im Unterhalt besonders günstig.

Erneuerbare Energien

In den 1970er Jahren kamen die erneuerbaren Energien erstmals in den Fokus der Energiewirtschaft. Aktuell werden etwa 30 Prozent der globalen Stromverbrauchs CO2-frei produziert. Davon entfällt mehr als die Hälfte auf Wasserkraftwerke und etwa ein Viertel auf Windräder. Die Sonnenergie trägt weltweit nur sieben bis acht Prozent bei.

Die IEA (International Energy Agency) schätzt, dass die jährliche Steigerung des globalen Energieverbrauchs mittlerweile aus der steigenden Produktion CO2-freien Stroms vor allem in China und den USA bedient werden kann.

China deckt heute ca. 30 Prozent seines Energiebedarfs aus Erneuerbaren, die USA liegen bei 20 Prozent. Deutschland liegt bei über 50 Prozent, wobei Windanlagen den größten Beitrag leisten.

Warum ist Deutschland trotzdem so schlecht in der CO2-Bilanz, bei Strompreisen, die zu den höchsten in der Welt gehören? Dieser Frage werde ich in einem anderen BeuronBerlin-Beitrag nachgehen.

Die kommunale Wärmeplanung

Kommunale Fern- und Nahwärmenetze sind überall da sinnvoll, wo die langfristigen Finanzierungs- und Betriebskosten für Leitungsnetz niedriger sind als die Summe der Einsparungen, die sich für die einzelnen Hausanschlüsse aus dem Wegfall dezentraler Heizanlagen ergeben. Das gilt in der Regel bei einem Großteil der städtisch besiedelten Gebiete.

In einer 10-Millionen-Stadt wie Moskau hat jedes Haus einen Fernwärmeanschluss. In der ganzen Stadt sind Blockheizkraftwerke verteilt, die Wärme und Strom produzieren. Für die Moskauer ist das System nicht nur bequem, sondern auch sehr kostengünstig. (Allerdings wird die Wärmeversorgung Ende April für die Wartung zentral abgeschaltet, auch wenn es noch sehr kalt ist.)

Quelle: Harald Sondhof

Ein Netz kann auch für eine kleine Zahl von Gebäuden wirtschaftlich sein, wenn die Energiedichte pro Laufmeter Leitung bei über 500 KWh liegt. Die Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg (KEA-BW) schätzt, dass dieser Grenzwert oft schon mit einem angeschlossenen Großverbraucher (Hotel, Produktionsstätte, etc.) erreicht wird.

Die konkreten Werte und ein Netzkonzept müssen in Machbarkeitsstudien von Fachleuten erarbeitet werden. Die seit dem 1.1.2024 bestehende Verpflichtung für alle Städte und Gemeinden zur Aufstellung eines kommunalen Wärmeplans beinhaltet diese technische Machbarkeitsprüfung.

Kleine Gemeinde wie Beuron sind dazu nicht verpflichtet. Sie können aber freiwillig Machbarkeitsstudien für kleine Nahwärmenetze beauftragen. Auf den ersten Blick könnten in Thiergarten (Fa. Belthle), in Neidingen (Fa. Landypoint) und in Beuron (Kloster und Hotel Pelikan) die Voraussetzungen für den wirtschaftlichen Betrieb gegeben sein. Leider war im Amtsblatt zu lesen, dass die hiesige Verwaltung auf freiwilliger Basis nichts unternehmen wird.

Das bereits bestehende Nahwärmenetz mit etwa 60 angeschlossenen Gebäuden in Hausen i.T. erfüllt die erforderliche Energiedichte, sonst wäre es wohl nicht gebaut worden. Gleiches gilt für das Nahwärmenetz in Leibertingen, das jedoch nicht mit Biogas betrieben wird.

Woher soll die Wärme kommen?

Nah- und Fernwärmenetze bringen für das Klima nichts, wenn sie mit Kraftwerken betrieben werden, die weiter CO2 ausstoßen. Genau das ist aber heute der Stand. 70 Prozent der Wärme in Wärmenetzen stammt aus der Verbrennung von Kohle, Mineralöl und Erdgas. Auch Biogasanlagen produzieren eine Menge an Treibhausgasen.

Die Bundesregierung schreibt in ihrem Kraftwerkssicherheitsgesetz vom September 2024, dass bis 2030 etwa 80 % des Bruttostromverbrauchs von 680-750 Terawattstunden (TWh) aus erneuerbaren Energien stammen sollen. Die zukünftige Stromversorgung speist sich dann – neben Wasserkraft, Bioenergie und Geothermie – zum größten Teil aus den fluktuierenden Energieträgern Windenergie an Land und Windenergie auf See sowie aus Solarenergie.

Für Neidingen ändert das alles nichts. Ebenso wenig wie für die Haushalte in Hausen. Auch im Fall der Einstellung der Biogasanlage bleibt das Nahwärmenetz bei guten Preisen eine sinnvolle Alternative. Der Betreiber könnte z.B. eine große Wärmepumpe installieren. Die Solarcomplex AG, die mit der Stadt Sigmaringen die NRS GmbH gegründet hat, sichert in jedem Fall auch bei der Stilllegung der Langenbrunner Anlage die Erfüllung der Lieferverträge zu. So könnte alternativ ein neues, mit Pellets befeuertes Blockheizkraftwerk (BHKW) Wärme für das Nahwärmenetz liefern. Das bestehende, mit Diesel betriebene BHKW kann diese Aufgabe schon aus rechtlichen Gründen nicht übernehmen.

Heiz-Alternativen im ländlichen Raum

Nach meinem heutigen Kenntnisstand hat der normale Haus- oder Wohnungseigentümer nicht nur in einem Ort wie Neidingen kurzfristig kaum eine Möglichkeit, seinen Wohnraum CO2-frei und kostengünstig zu heizen.

In Gebieten ohne einen kommunalen Wärmeplan wie in Beuron dürfen laut Heizungsgesetz auch nach dem 1. Januar 2024 Gasheizungen eingebaut werden, wenn diese (theoretisch) auf Wasserstoff umrüstbar sind. Dazu müssen die eingebauten Anlagen das Label Wasserstoff-Ready, bzw. H2-ready haben.

Für die CO2-Bilanz bedeutet das, dass bis auf weiteres Erdgas verfeuert werden darf. Dabei ist offen, ob die steigenden CO2-Abgaben auf fossile Energieträger wirklich zu höheren Endverbraucherpreisen führen.

Es könnte sein, dass Gas in den nächsten Jahren sogar billiger wird. Durch den Zubau von Erneuerbaren sinkt tendenziell die Nachfrage. Der Preis für die Fossilen wird dadurch tendenziell sinken. Und die Förderung der fossilen Rohstoffe wird weitergehen, solange die Marktpreise höher als die Produktionskosten sind. Da ist noch viel Spielraum nach unten, vor allem bei den arabischen Ölproduzenten, die sehr niedrige Förderkosten haben.

Und dann ist da die Wasserstoff-Heizung. Mit Wasserstoff könnten die Gasttherme ohne großen Aufwand weiter betrieben werden. Aber die industrielle Herstellung von Wasserstoff ist aufwendig. Wasserstoff soll zwar zukünftig in großem Umfang mit erneuerbaren Energien produziert werden („grüner Wasserstoff“). Aber niemand kann vorhersagen, wann genügend Wasserstoff zur Deckung des Wärmebedarfs bei vertretbaren Kosten zur Verfügung steht.

Webseite von Hydroma, einem Wasserstoff-Pionier in Afrika

Vielleicht gibt sogar natürlichen Wasserstoff unter der Erde, der wie Erdgas gefördert werden kann. In Paris fand dazu eine internationale Konferenz unter dem Namen HNAT Summit statt. Angeblich gibt es in Mali einen kleinen Ort, der seinen Strombedarf heute schon aus einer Wasserstoff-Quelle bezieht. Es soll sogar ein Projekt mit dem deutschen Fraunhofer-Institut geben. Mal sehen, was darauf wird. Das Umweltbundesamt wusste auf Anfrage bisher nichts davon.

Quelle: Harald Sondhof

Die traditionelle Holz-Heizung bleibt so aktuell am preisgünstigen. Dafür sind im Winter täglich viele Kilogramm zu bewegen. Die Emission von gesundheitsschädlichem Feinstaub ist ein großes Minus. Pelletheizungen sind im täglichen Betrieb einfacher, aber in der Anschaffung nicht billig und störanfällig.

Was ist nun mit der Wärmepumpe?

Energietechnisch gesehen spricht einiges für die Wärmepumpe. Bei der Anlageneffizienz ist die Wärmepumpe bei richtiger Installation nicht zu toppen. Aus einer Kilowattstunde (KWh) Strom kann sie vier KWh Wärmeenergie machen. Eine Infrarotheizung erreicht ein Verhältnis von eins zu eins. Ein mit Strom betriebener Heizkörper schafft nur etwa 0,6 KWh Wärmeenergie aus einer KWh Strom. Nachtstromspeicherheizungen sind noch schlechter.

Aber alle mit Strom betriebenen Heizungen haben in Deutschland zwei Probleme.

So sieht eine Wärmepumpe aus

Zum einen wird viel Strom in Deutschland aus Kohle produziert. Das liegt auch an der Abschaltung der CO2-freien Atomkraftwerke.  Zusätzlich wurden im Jahr 2023 etwa drei Prozent des gesamten deutschen Strombedarfs aus dem Ausland importiert, vor allem aus französischen Atomkraftwerken. In der Menge entspricht dieser Atomstrom etwa dem, was in Deutschland an Kapazität durch die Abschaltung der deutschen Atomkraftwerke seit Anfang 2024 weggefallen ist.

Was ist mit dem Strompreis?

Das andere Problem für eine mit Strom betriebene Wärmepumpe ist in Deutschland der Preis von Strom .

Mit ca. 0,40 Euro pro KWh ist Strom in Deutschland im weltweiten Vergleich sehr teuer. Nur Irland, Belgien, Italien und Großbritannien haben höhere Preise. und einmal China und Indien außen vor, dort kostet Strom praktisch nichts. Aber auch in vergleichbar industrialisierten Ländern wie den USA, Japan und Australien liegt der Strompreis bei weniger als der Hälfte des deutschen Preis.

Strompreise im Vergleich (IEA 2023)

Bisher gibt es in Deutschland keine politische Aussage zur Senkung des Strompreises. Im Gegenteil, der Ausbau von Wind und Sonne als Energieträger erfordert den kompletten Umbau des Stromnetzes. Damit dieses mit einer volatilen Stromproduktion durch Wind und Sonne umgehen kann. Dieser wird Schätzungen zufolge noch viele Milliarden Euro kosten.

Zusätzliche Kosten entstehen auch durch die Notwendigkeit konventioneller Back-up Kraftwerke. Bei den so genannten Dunkelflauten, die gar nicht so selten sind, liefern nämlich weder Sonne und Wind Strom. Bisher gibt es auch keine wirtschaftliche Möglichkeit, in großem Stil Strom aus Wind und Sonne zu speichern. Batterien sind bisher viel zu teuer.

Der Weg zu niedrigen Strompreisen

Sonne und Wind kosten eigentlich nichts.

In der Wissenschaft kursieren seit kurzem die ersten Modelle, in denen die Welt ihren Energiebedarf vollständig aus Sonne und Wind bezieht. Um das Problem der Volatilität zu lösen, werden der Aufbau von Überkapazitäten, die Steuerung des Verbrauchs und innovative Speicherlösungen für überschüssige CO2-frei Energie vorgeschlagen

Man darf wohl davon ausgehen, dass Energie irgendwann praktisch kostenlos ist, in Form von Strom oder Wärme. Aber wann das der Fall ist, weiß niemand.

Niemand sollte auch die menschliche Erfindungskraft unterschätzen.

Also was können wir im Donautal tun?

Technisch versierte Mitmenschen können eine individuelle Wärmelösung selbst zusammenstellen. Bausteine sind Fotovoltaik auf dem Dach oder dem Grundstück für die eigene Stromerzeugung, Batterien oder ein Wassertank für die Speicherung überschüssigen Stroms und eine Wärmepumpe. Außerdem muss das Haus über ausreichende Wärmeflächen verfügen, entweder in Form einer Fußbodenheizung oder großen Heizkörpern.

Der Anschluss an das öffentliche Stromnetz bleibt erforderlich. Damit ist der Wärmebedarf zwar nicht gänzlich CO2-frei. Aber die laufenden Kosten sind niedriger als bei den Alternativen. Und es ist ein Schritt in die richtige Richtung. Aber es bleibt entscheidend, wie in Deutschland Strom produziert wird. Da können wir hier nichts machen.

Die Kosten eines Wärmekonzeptes, das schon einmal in die richtige Richtung geht, kostet mit viel Eigenarbeit bei 30.-50.000 Euro für ein Haus mit 150 bis 200 Quadratmeter Wohnfläche.

Wenn eine Firma beauftragt werden muss, liegen die Kosten bei bis zu geschätzten 50.-100.000 Euro.

Wer weder 30.000 Euro noch eigenes Know-How hat, muss wohl abwarten. Was man immer machen kann: Einen zusätzlichen Pullover anziehen und die Heizung niedriger stellen. Und weniger Strom verbrauchen.