Stromheizungen im Vergleich zu Gas- und Ölheizungen
Fossile Brennstoffe wie Gas und Öl werden künftig wegen steigender CO₂-Preise immer teurer. Sind Stromheizungen eine umweltfreundliche und günstigere Alternative? Wir vergleichen verschiedene Arten von Stromheizungen und erklären, für wen sie sich lohnen.
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Welche Stromheizungen gibt es?
In Frankreich und in Norwegen gehören strombetriebene Heizungen zum Standard, in Deutschland heizen dagegen zwei Drittel der Haushalte, indem sie Gas oder Öl verbrennen. Geht es nach dem Willen der Regierung, soll sich diese Tatsache in den kommenden Jahren ändern, um die Klimaziele zu erfüllen. Doch welche Stromheizungen sind möglich? In den kommenden Abschnitten stellen wir die verschiedenen Technologien vor.
Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe nutzt genauso wie ein Kühlschrank sogenannte Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf, die bei normaler Druck bereits bei Umgebungstemperatur verdampfen und einem Reservoir Wärme entziehen (Verdampfungswärme).
Ein Kompressor verdichtet dann das Kältemittel und bringt es auf einen höheren Druck, bei dem es wieder flüssig wird und Wärme abgibt. Diese Wärme erwärmt das Wasser im Heizungswasserkreislauf oder, bei Luft-Luft-Wärmepumpen, die Luft.
Je nach Wärmereservoir und Speichermedium unterscheidet man zwischen:
- Luft-Wasser-Wärmepumpen – eine solche Wärmepumpe nutzt die Wärme der Umgebungsluft, um das Kältemittel zu verdampfen und das Heizungswasser zu erwärmen. Da keine Brunnenbohrungen oder Sonden notwendig sind, bleiben die Anschaffungs- und Einbaukosten geringer als bei Wasser-Wasser oder Sole-Wasser Wärmepumpen. Der Wirkungsgrad ist jedoch im Vergleich vor allem an kalten Tagen niedriger.
- Sole-Wasser-Wärmepumpen – Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Erde als Reservoir, Erdkollektoren oder 100 Meter tiefe Erdsonden entnehmen dem Boden die Wärme. Weil die Temperatur der Erde ab einer Tiefe von 10 Meter ganzjährig mindestens 10 Grad beträgt, arbeitet eine solche Pumpe effizienter als eine, die die kalte Winterluft als Reservoir nutzt. Demgegenüber stehen hohe Kosten zur Anbringung der Erdkollektoren oder der Sonden. Letztere benötigen aufwendige Tiefbohrungen, die eine Genehmigung erforderlich machen und nicht überall gestattet sind.
- Wasser-Wasser-Wärmepumpen – die Wärmepumpe nutzt hier die Wärme eines Grundwasserreservoirs. Weil die Temperatur auch im Winter bei circa 10 Grad liegt, erreichen auch diese Pumpen einen hohen Wirkungsgrad. Allerdings benötigt man dafür zwei separate Brunnen, einen sogenannten Saug- und einen Schluckbrunnen, sowie zwei separate Pumpen, die die Installationskosten in die Höhe treiben. Zudem sind auch hier mehrere Genehmigungen erforderlich.
- Luft-Luft-Wärmepumpe – eine Luft-Luft-Wärmepumpe funktioniert ohne Wasserkreislauf, da die aus der Umgebungsluft gewonnene Wärme über Wärmetauscher die hereinströmende Luft erwärmt. Um die Luft im ganzen Haus zu verteilen, sind Innenluftkanäle in jedem Raum notwendig. Ist keine Lüftungsanlage vorhanden, steigen die Einbaukosten.
Hinweis: Entscheidend für die Effizienz einer Wärmepumpe ist die sogenannte Jahresarbeitszahl (JAZ), die das Verhältnis zwischen der erzeugten Wärmeenergie und dem verbrauchten Strom ausdrückt. Als Referenzwert dient sowohl bei Strom als auch bei der Wärme der gemessene Jahresverbrauch.
Eine JAZ von 5 bedeutet beispielsweise, dass die Wärmepumpe 1 Kilowattstunde Strom benötigt, um 5 Kilowattstunden Wärme zu erzeugen. Entscheidend für das Ergebnis sind nicht nur die Technologie der Wärmepumpe, sondern auch die Gebäudeeigenschaften, sein Wärmebedarf und insbesondere die Qualität der Dämmung sowie die Vorlauftemperatur der Heizungsanlage. Am effizientesten arbeiten Wärmepumpen mit einer Vorlauftemperatur zwischen 40 und 60 Grad.
Die gleiche Wärmepumpe führt in einem schlecht gedämmten Haus zu einem viel höheren Stromverbrauch als in einem Niedrigenergiehaus. Ebenfalls benötigt sie viel mehr Strom.
Allerdings handelt es sich bei der JAZ um einen Mittelwert, der je nach Außentemperatur schwankt. Für Hausbesitzer interessanter ist daher der COP (Coefficient of Performance, Deutsch: Leistungszahl), der den jeweiligen Wirkungsgrad abhängig von der Außen- und der Vorlauftemperatur beschreibt.
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Split-Klimaanlage mit Inverter-Technologie
In vielen südeuropäischen Ländern haben die Häuser keine zusätzliche Heizung, sondern heizen im Winter mit der Klimaanlage. Ein solches Gerät ist nicht anderes als eine Luft-Luft-Wärmepumpe, die mit einem reversiblen Kältemittelkreislauf ausgestattet wird.
Die Split-Klimaanlagen bestehen aus einem Außenteil, das die Umgebungsluft ansaugt, und einem Innenteil, das die kühle beziehungsweise warme Luft verteilt. Sollten mehrere Räume geheizt beziehungsweise gekühlt werden, sind mehrere Innengeräte (Multisplit-System) notwendig.
Die sogenannte Inverter-Technologie macht es möglich, im Sommer den Innenräumen Wärme zu entnehmen und im Winter die Wärme der Umgebung zu nutzen, um sie zu heizen. Allerdings steigt der Stromverbrauch einer solchen Wärmepumpe mit sinkenden Temperaturen, da der Kompressor mehr Wärme bereitstellen und mehr Arbeit leisten muss.
Ab einer bestimmten Außentemperatur, die sich je nach Modell unterscheidet, stößt ein solches Gerät an seine Grenzen und kann nicht mehr die erforderliche Wärme liefern. Als Orientierungswert kann man eine Temperatur von 5 Grad annehmen. Eine Split-Klimaanlage als Heizung ist also eine effiziente Lösung in der Übergangszeit, reicht aber nicht aus, um ein durchschnittliches Haus während eines mitteleuropäischen Winters zu heizen.
Infrarotheizungen
Infrarotheizungen heizen vor allem punktuell mittels Infrarotstrahlung. Das heißt, dass die Strahlen genauso wie die Sonnenstrahlen direkt auf die Haut oder auf einen Gegenstand treffen. Herkömmliche Heizkörper erwärmen dagegen die bodennahe Luft, die im Raum zirkuliert. Diese Art der Wärmeübertragung bezeichnet man als Konvektion.
Im Vergleich zur Konvektionswärme erwärmt Strahlungswärme schneller und ohne Luftumwälzungen. Dadurch wird auch kein Staub aufgewirbelt, was diese Art der Wärmeübertragung für empfindliche Menschen angenehm macht.
Infrarotheizungen gibt es in vielen Varianten: als einfach Wand- und Deckenpaneele, als Bilder oder als Säulen. Der Aufbau bleibt gleich: Im Inneren erhitzt sich ein Heizdraht, wenn Strom durch ihn fließt. Das Gehäuse aus Glas oder aus Metall widersteht hohen Temperaturen, ohne sich zu verformen. Zusätzlich sorgt eine Dämmschicht auf der Rückseite dafür, dass die Wärme nicht in die Wand gestrahlt wird.
Zu den Vorteilen von Infrarotheizungen zählen die geringen Anschaffungskosten: Ein Paneel mit einer Leistung von 1.000 Watt, das für einen 10-Quadratmeter-Raum reicht, gibt es schon für unter 200 EUR. Jegliche Installationskosten fallen aus, da die Geräte einfach in die Steckdose gesteckt werden.
Allerdings verursachen Infrarotheizungen sehr hohe Betriebskosten, da der Strom 1:1 „verheizt“ wird. Wer bei einer 100 Quadratmeter großen Wohnung und einem Wärmebedarf von 100 Watt pro Quadratmeter 10.000 Watt an Leistung benötigt, zahlt ungefähr 3 EUR, um eine Stunde zu heizen. Bei 2.000 Heizstunden im Jahr beträgt die Stromrechnung 6.000 EUR – und macht Infrarotheizungen zu einer äußerst unwirtschaftlichen Lösung, um die eigenen vier Wände warm zu bekommen.
Das bedeutet nicht, dass eine Anschaffung komplett sinnlos ist: Infrarotpaneele eignen sich als Zusatzheizungen beispielsweise in Räumen wie Hobbykellern oder Wintergärten, die nicht konstant geheizt werden, wenn es schnell warm werden soll.
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Strombetriebene Fußbodenheizungen
Im Vergleich zu herkömmlichen Heizkörpern erhöhen Fußbodenheizungen den Komfort während der Wintermonate. Eine wasserführende Fußbodenheizung nachzurüsten ist jedoch mit hohem Aufwand verbunden.
Strombetriebene Fußbodenheizungen lassen sich dagegen vergleichsweise unkompliziert installieren, da keine Rohre verlegt werden müssen. Die Matten, in die schlaufenförmige Heizkabel eingeflochten sind, werden lediglich auf den Estrich gelegt und mit Putz, Fliesen, Linoleum oder einem anderen Belag überdeckt. Die geringe Aufbauhöhe von nur wenigen Millimetern macht es möglich, sie in jeden Raum zu integrieren. Ähnlich gestaltet sich die Auslegung mit Heizfolien oder Heizgewebe auf Glasfaserbasis.
Mit 50 bis 60 EUR pro Quadratmeter halten sich die Anschaffungskosten in Grenzen. Die Leistung beträgt um die 150 Watt pro Quadratmeter und reicht somit aus, um beispielsweise als Zusatzheizung im Badezimmer für eine wohlige Wärme zu sorgen.
Als alleinige Heizungen eignen sich strombetriebene Fußbodenheizungen genauso wie Infrarotheizungen jedoch nicht: Zum einen heizen sie zwar schnell, genauso schnell geht die Wärme aber nach dem Ausschalten verloren. Zum anderen belasten die hohen Betriebskosten das Portemonnaie.
Heizlüfter
Heizlüfter ähneln Ventilatoren, da sie genauso wie diese die Luft zunächst ansaugen. Im Inneren erwärmt eine stromdurchflossene Heizspirale die Luft. Ein Gebläse, das von einem Motor angetrieben wird, verteilt dann die heiße Luft im Raum.
Ein solches Gerät stellt in kurzer Zeit Wärme bereit und lohnt sich etwa, wenn die selten genutzte Garage schnell warm werden soll. Als einziges Heizungssystem verursachen sie jedoch zu hohe Betriebskosten, weswegen sie sich genauso wie Infrarotheizungen nur als Unterstützung eignen.
Unterflurkonvektoren
Bodenkonvektoren werden schon lange in Einkaufszentren oder Verwaltungsgebäuden eingesetzt, da sie bei großen Fensterflächen die Kondensatbildung verhindern. Die rechteckigen Blechwannen werden im Fußboden versenkt und schließen bündig mit dem Bodenbelag ab, wodurch sie sich unauffällig in jeden Raum integrieren.
Im Inneren erhitzt sich ein strombetriebenes Heizelement und erwärmt die Luftschicht unter den Lamellen ab. Es entsteht eine Luftströmung nach oben, die wie eine Wärmewand wirkt. Manchmal ist auch ein Gebläse integriert, das diese verstärkt.
Bodenkonvektoren sind günstig in der Anschaffung und stören optisch nicht, weswegen sie oft in Gewerbebauten wie Hotels zum Einsatz kommen. Auch stellen sie schnell Wärme bereit und eignen sich vor allem bei bodentiefen Fenstern, bei denen es ansonsten an kalten Tagen vermehrt zur Kondensatbildung kommt.
Wie bei allen Stromdirektheizungen lassen sie jedoch den Stromverbrauch in die Höhe klettern. Aus diesem Grund eignen sie sich eher als Unterstützung beziehungsweise in Räumen, in denen klassische Heizkörper optisch stören.
Ölradiatoren
Stromradiatoren arbeiten wie herkömmliche Rippenheizkörper, jedoch befindet sich in ihrem Inneren kein heißes Wasser, sondern elektrische Heizdrähte, die sich unter Spannung erhitzen. Die heißen Drähte übertragen die Wärme an ein Thermoöl, das gute Wärmespeichereigenschaften besitzt.
Das Öl erwärmt wiederum die Oberfläche des Radiators, der dann durch Konvektion und Strahlung den Raum heizt. Wie bei einem normalen Radiator entsteht Luftzirkulation, wenn die Bodenluft sich erwärmt und nach oben steigt. Stromradiatoren zeichnen sich aber auch durch einen hohen Strahlungsanteil aus.
Die kompakten und flexiblen Geräte lassen sich überall aufstellen und benötigen nur einen Stromanschluss. Mit einem Preis von circa 30 EUR für eine Leistung von 2.500 Watt sind sie auch sehr günstig in der Anschaffung. Nachteilig bleiben jedoch, wie bei allen Stromheizungen, die hohen Betriebskosten, weswegen sie als einziges Heizsystem ausscheiden.
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Nachtspeicherheizung
Eine Nachtspeicherheizung nutzt elektrischen Strom in den Nachtstunden, um Schamottsteine aufzuheizen, die die gespeicherte Wärme tagsüber abgeben. Dafür steht zwischen den Steinen ein Heizdraht, der jedoch anders als bei einem Infrarotstrahlern nicht offen liegt.
Verbreitet waren solche Heizungen bis in die Siebzigerjahre, da sie als saubere Alternative zu Kohleöfen galten. Zudem boten die Energieversorger günstige Nachttarife, um auch nachts eine Grundauslastung der Kohlekraftwerke zu sichern, da eine Abschaltung sich wirtschaftlich nicht lohnte.
Ab den Siebzigern setzen sich moderne Gas- und Ölheizungen durch, zudem wurden Nachtstromtarife zunehmend teurer. Heute gibt es sie noch, jedoch ist der Unterschied zwischen den Strompreisen so gering, dass Nachtspeicherheizungen sich nicht mehr lohnen.
Sind Stromheizungen günstiger als Gas- oder Ölheizungen?
Ob sich eher eine Strom- oder eine Gasheizung lohnt, entscheiden die Effizienz der Heizungsanlage sowie der Preis für Gas und Öl beziehungsweise Strom. Generell fällt die Rechnung in Deutschland wegen der hohen Strompreise jedoch meist zugunsten von Gas-, Öl- oder Pelletheizungen aus, solange diese mit moderner Technik arbeiten.
In der folgenden Beispielrechnung vergleichen wir verschiedene Kombinationen und zeigen ausgehend von einem durchschnittlichen Wärmeverbrauch, welche Variante sich am meisten lohnt.
Stromheizung vs. Wärmepumpe: Eine Beispielrechnung
Familie Schmidt wohnt in einem 150 Quadratmeter großen Einfamilienhaus (Baujahr 1975). Der Wärmebedarf beträgt 100 Watt pro Quadratmeter oder bei 2.000 Heizstunden 200 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr oder 30.000 Kilowattstunden pro Jahr.
Die folgende Tabelle zeigt die voraussichtlichen Heizkosten, ausgehend von den aktuellen Energiepreisen (Stand: November 2023).
| Wirkungsgrad | Faktor | Preis/kWh | Heizkosten pro Jahr | |
|---|---|---|---|---|
| Brennwert-Gasheizung | 99 % | 1,2 | 0,0938 € | 3.410 € |
| Brennwert-Ölheizung | 95 % | 1,2 | 0,1107 € (3.255 €/3000 l) | 4.194 € |
| Pelletheizung | 90 % | 1,2 | 0,068 € (327 €/t) | 2.720 € |
| Luft-Wasser-WP | JAZ: 2,5 | 1,2 | 0,298 € | 4.277 € |
| Wasser-Wasser-WP | JAZ: 5 | 1,2 | 0,298 € | 2.138 € |
| Infrarotheizung | 100 % | 1,2 | 0,298 € | 8.940 € |
Die Rechnung zeigt, dass eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe die niedrigsten Betriebskosten verursacht. Demgegenüber stehen allerdings hohe Anschaffungs- und Installationskosten, die bis zu 30.000 EUR betragen. Muss nachträglich eine Fußbodenheizung eingebaut werden, steigen die Kosten je nach Bodenbeschaffenheit um 5.000 bis 10.000 EUR. Bei Stromdirektheizungen liegen die Kosten am Ende mehr als doppelt so hoch wie mit Gas.
Ob eine Wärmepumpe sich etwa im Vergleich zu einer Gasheizung lohnt, entscheidet die individuelle Konstellation. Wer sich dafür interessiert, sollte folgende Punkte berücksichtigen:
- Wie gut ist das Haus gedämmt?
- Ist bereits eine Flächenheizung (Wand- oder Fußbodenheizung) vorhanden?
- Wenn nicht, wie hoch sind die Kosten für eine Nachrüstung?
- Ist der Einbau einer effizienteren Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe möglich?
- Ist Eigenkapital vorhanden oder muss der Kauf über einen Kredit finanziert werden?
Hinweis: Eine fachkundige Energieberatung zahlt sich aus. Der Experte ist in der Lage, die Kosten für den Umstieg auf eine Wärmepumpe oder auf eine Hybridheizung abzuschätzen.
Sind Stromheizungen umweltfreundlich?
Auf den ersten Blick sind Stromheizungen freundlicher als Gas-, Öl- und auch Holzheizungen, da sie weder CO2- noch Feinstaubemissionen verursachen. Allerdings bedeutet das nicht, dass sie CO₂-neutral sind. Viel mehr hängt ihre Nachhaltigkeit mit der momentanen Zusammensetzung des Strommixes zusammen.
Wer an einem windlosen Wintertag heizt, nutzt oft den Strom aus Kohle- und Gaskraftwerken, da Wind- und Solaranlagen nur einen geringen Beitrag zur Energieerzeugung liefern. Wer beispielsweise am 1. Dezember 2023 seine Wärmepumpe bei einer Leistungszahl von 2,5 mit Netzstrom betreibt, erzeugt 222 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde Wärme. Das ist mehr als mit einem modernen Gas-Brennwertkessel (209 g/kWh Wärme), aber weniger als mit einer Ölheizung (280 g/kWh Wärme).
Anders sieht es aus, wenn in der Übergangszeit eine Solaranlage Strom bereitstellt, um die Wärmepumpe zu betreiben. In diesem Fall lässt sich das Haus theoretisch sogar komplett CO₂-neutral heizen. Somit ist die Nachhaltigkeit einer Stromheizung schwer zu beziffern und hängt immer mit der Art der Energieerzeugung zusammen.
Fördert der Staat Stromheizungen?
Mit der Novellierung des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) hat der Staat beschlossen, ab 2024 im Bereich der Wärmeversorgung auf erneuerbare Energien zu setzen. Mit fossilen Brennstoffen betriebene Heizungen sollen allmählich auslaufen.
Inwiefern Stromheizungen zu den erlaubten und förderfähigen Technologien zählen, hängt von der Art der Stromheizung ab:
- Wärmepumpen sollten im Neubau zur Standardheiztechnologie werden. Auch im Bestand sieht das Gesetz Zuschüsse vor, wenn Hausbesitzer ihr Haus dämmen, sanieren und auf eine Wärmepumpe umrüsten.
- Stromdirektheizungen, wie Infrarotheizungen und Ölradiatoren, sind nur in kleinen Gebäuden mit maximal zwei Wohneinheiten erlaubt oder alternativ, wenn das Haus den Effizienzhaus-70-Standard (Bestand) beziehungsweise den Effizienzhaus-55-Standard (Neubau) erfüllt.
Fazit: Stromheizung ist nicht gleich Stromheizung
Unter dem Begriff „Stromheizung“ werden viele Heizungsarten zusammengefasst, die unterschiedliche Technologien verwenden und unterschiedliche Wirkungsgrade sowie Kosten zeigen.
Während gute ausgelegte Wärmepumpen vor allem in Kombination mit einer Fußbodenheizung nachhaltig und zu niedrigeren Betriebskosten als konventionelle Heizung arbeiten, eignen sich Infrarotheizungen oder strombetriebene Fußbodenheizungen wegen der hohen Stromkosten nur als Zusatzheizungen. Klimaanlagen mit Inverter-Technologie sind dagegen eine gute Lösung in der Übergangszeit, wenn das Hauptheizsystem noch nicht in Betrieb ist.
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