Mit Holz und erneuerbaren Energien hybrid heizen

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Heizen mit Holz verspricht Unabhängigkeit von großen Energieversorgern, hohen Wohnkomfort und nachhaltigen Umgang mit Ressourcen. Das gilt umso mehr, wenn Holzheizungen mit alternativen Energieerzeugern kombiniert werden. Diese sogenannten EE-Hybridheizungen (Erneuerbare Energien Hybridheizungen) werden sogar staatlich über die Bundesförderung für effiziente Gebäude gefördert.

Die Wärmepumpe als wichtige Komponente einer Hybridheizung © caifas, stock.adobe.com
Die Wärmepumpe als wichtige Komponente einer Hybridheizung © caifas, stock.adobe.com

Was ist eine Hybridheizung?

Als Hybridheizungen gelten Heizsysteme, die mehrere Wärmeerzeuger mit dem Ziel kombinieren, Energie zu sparen. Ein wichtiges Element von Hybridheizungen ist der Wärmespeicher. Er wird eingesetzt, um überschüssige Wärmeenergie einer Wärmequelle zu speichern.

Hybride Heizsysteme lassen ganz unterschiedliche Kombinationen zu. Da bereits in vielen Haushalten Gas- oder Ölheizungen in Betrieb sind, werden diese häufig modernisiert und mit Wärmepumpen und/oder Solarthermie zu hybriden Heizungen kombiniert.

Doch es gibt auch die Möglichkeit, eine Hybridheizung mit einer Holzfeuerung zu kombinieren. In diesem Fall handelt es sich dann um eine EE-Hybridheizung. Sie kann aus zwei oder drei Wärmeerzeugern bestehen.

Für Hybridsysteme gibt es in der Heiztechnik drei gängige Betriebsweisen:

  1. Bivalent-alternativ: In diesem Fall wird jeweils immer nur ein Wärmeerzeuger zum Heizen verwendet. Wurde z. B. ein Pelletofen mit einer Wärmepumpe kombiniert, sorgt entweder nur die Wärmepumpe oder der Pelletofen für Wärme. Ist die Wärmepumpe in Betrieb, schaltet der Pelletofen aus und umgekehrt.
  2. Bivalent-parallel: Bei dieser Variante können beide Wärmeerzeuger gleichzeitig arbeiten. Das ist z. B. der Fall, wenn die Pelletheizung sich zuschaltet, weil die Wärmepumpe aufgrund der niedrigen Außentemperaturen nicht mehr wirtschaftlich arbeitet.
  3. Bivalent-teilparallel: Hier können zwei Wärmeerzeuger auf einmal arbeiten. Wird jedoch noch mehr Wärme benötigt, kann sich ein Wärmeerzeuger ausschalten, während der andere dann allein für die benötigte Heizwärme sorgt. In unserem Beispiel würde dann nur noch die Pelletheizung laufen, wenn die Außentemperaturen stark gesunken sind. Die Wärmepumpe würde sich dann ausschalten.
Betriebsweisen hybrider Heizsysteme im Vergleich
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Welche Kombinationen sind möglich?

Theoretisch kann jede Form der Holzfeuerung mit erneuerbaren Energien kombiniert werden.

  • Kaminofen und Wärmepumpe

Wärmepumpen ziehen aus der Umgebungsluft, der Erde oder Wasser Wärmeenergie, die über einen Kondensator angereichert und mithilfe eines Wärmetauschers an das Heizsystem abgegeben wird. Die größte Unabhängigkeit von der Außentemperatur bieten Wärmepumpen, die die Wärme des Grundwassers nutzen. Diese Brunnen liegen viele Meter tief unter der Erde und bieten ganzjährig eine konstant hohe Temperatur.

Wer in einem Niedrigenergiehaus wohnt, benötigt oftmals nur eine solche Wärmepumpe, um das Gebäude ausreichend mit Wärme zu versorgen. Allerdings könnten sehr kalte Winter dafür sorgen, dass diese Energie nicht mehr ausreicht. In diesem Fall wäre ein Kaminofen eine Kombinationsmöglichkeit. Er könnte in einem Energiesparhaus schon mit sehr wenig Brennholz für die notwendige Heizwärme sorgen.

Nachteil dieser Lösung: Kaminöfen sind überwiegend manuell steuerbar und lassen sich deshalb nicht automatisiert in ein bestehendes Hybridsystem einfügen. Damit das Hybridsystem seinen Zweck der Energieeffizienz erfüllt, müsste der Kaminofen zumindest über eine Wasserführung verfügen und überschüssige Wärme in einem Pufferspeicher speichern können.

Kombinierte erneuerbare Energie: EE-Hybridheizung
Kombinierte erneuerbare Energie: EE-Hybridheizung
  • Kaminofen und Solarthermie

Für Solarthermie werden Sonnenkollektoren auf dem Dach oder an der Hauswand montiert. Durch sie fließt Solarflüssigkeit, ein Gemisch aus Frostschutzmittel und Wasser. Es wird von den Sonnenstrahlen auf bis zu 80 Grad Celsius erhitzt. Über einen Wärmetauscher gibt die Solarflüssigkeit ihre Wärmeenergie an das Heizungswasser in einem Pufferspeicher ab. Die Wärme kann dann für Warmwasser oder zum Heizen genutzt werden.

In einem sehr energieeffizienten Gebäude kann Solarthermie fast schon allein zum Heizen ausreichen. Allerdings ist die Sonneneinstrahlung in den Wintermonaten nicht mehr so intensiv, weshalb eine zusätzliche Wärmequelle benötigt wird.

Diese Funktion kann ein wasserführender Kaminofen erfüllen. Er sorgt für die erforderliche Raumheizung und wird dabei von der Solarthermie-Anlage unterstützt.

Nachteil dieser Lösung: Kaminöfen lassen sich nicht so fein steuern. Die Abstimmung von Solarthermie und Kaminofen ist eher manuell. Somit kann es vorkommen, dass viel Energie nicht genutzt wird und das System nicht so effizient ist, wie es sein könnte.

  • Pelletofen und Wärmepumpe

Pellettechnik hat den Vorteil, dass sie nahezu automatisiert gesteuert werden kann. Sie lässt sich über entsprechende Regeltechnik mit einer Wärmepumpe zu einem bivalenten-parallelen System kombinieren.

Förderung von Holzheizungen als Hybridsysteme ist nur mit wasserführendem Pelletofen möglich © delkoo, stock.adobe.com
Förderung von Holzheizungen als Hybridsysteme ist nur mit wasserführendem Pelletofen möglich © delkoo, stock.adobe.com

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  • Pelletofen und Solarthermie

Mit einem wasserführenden Pelletofen lässt sich trotz Holzfeuerung Wärme sehr granular steuern. So kann sich das Heizsystem optimal auf die von der Solaranlage gelieferte Wärme einstellen und seine Leistung entsprechend anpassen.

  • Pelletofen, Wärmepumpe und Solarthermie

Werden Wärmepumpe und Solarthermie kombiniert, wird der wasserführende Pelletofen meist nur noch sporadisch benötigt. Die von der Wärmepumpe und den Solarkollektoren erzeugte Wärme reicht in sehr gut isolierten Häusern fast ganzjährig zum Heizen aus. Die Pelletheizung schaltet sich dann bei starkem Temperaturabfall automatisch hinzu.

Staatliche Förderung für EE-Hybridheizungen

Wer sich für die Kombination von Holzheizung und erneuerbaren Energien entscheidet, kann sich bis zu 45 Prozent der förderfähigen Kosten als Zuschuss im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude Einzelmaßnahmen (BEG EM) vom BAFA zurückerstatten lassen. Eine Förderung über bezuschusste Kredite über die KfW ist im Rahmen der BEG auch möglich.

Kaminöfen sind über die BEG auch als Hybridheizung jedoch nicht förderbar. Das ist nur mit einem wasserführenden Pelletofen möglich.

Folgende Voraussetzungen müssen gegeben sein:

  • Pufferspeicher mit mindestens 30 Liter Volumen pro Kilowatt Nennwärmeleistung
  • Raumheizungsnutzungsgrad von mindestens 78 Prozent
  • verbindliche Emissionsgrenzwerte
  • Wirkungsgrad von mindestens 90 Prozent

Hinweis: Wird das System in einem Neubau eingesetzt, sind zusätzlich Abgaswärmetauscher, Partikelabscheider, und Abgaswäscher vorgeschrieben.

Die Möglichkeiten für EE-Hybridheizungen sind vielfältig © hkama, stock.adobe.com
Die Möglichkeiten für EE-Hybridheizungen sind vielfältig © hkama, stock.adobe.com
Ist das Heizen mit einem Kaminofen energieeffizient und nachhaltig? © jehafo, stock.adobe.com
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