Hybridheizungen
Hybridheizungen sind Systeme, bei denen mehrere Wärmeerzeuger miteinander kombiniert werden, die auch unabhängig voneinander funktionieren, im Zusammenspiel aber besonders effizient Wärme für Heizung und Warmwasser produzieren. Herzstück sämtlicher Hybridheizungen ist ein zentraler Wärmespeicher, in den alle Wärmeerzeuger einspeisen. Damit sie optimal miteinander arbeiten, werden sie über eine zentrale, übergeordnete Regelung gesteuert.
Funktionsweise und Arten
Das Wort hybrid
bedeutet so viel wie gemischt, von verschiedener
Herkunft. Bekannt ist dieser Begriff vielen etwa vom
sogenannten Hybridauto, in dem zwei unterschiedliche Motoren (meist
ein Verbrennungs- und ein Elektromotor) für den Antrieb sorgen und
je nach Lastbedarf und zur Verfügung stehender Batterieenergie
betrieben werden. Ähnlich ist es bei Gebäuden: Hier werden zwei
unterschiedliche Technologien zur Wärmeproduktion miteinander
kombiniert und so verknüpft, dass die Wärme möglichst ökologisch
und/oder ökonomisch erzeugt wird. Welche Technologien zur
Wärmeproduktion dabei miteinander verbunden werden, spielt für das
Prinzip zunächst keine Rolle. Ebenso wenig die Anzahl der
miteinander verknüpften Geräte.
Die Idee hinter Hybridsystemen ist einleuchtend: Durch die Verknüpfung der Geräte lässt sich der jeweils effektivste Weg zur Wärmeproduktion für ein Gebäude nutzen. Das ist dann etwa sinnvoll, wenn einer der beiden Wärmeerzeuger innerhalb bestimmter Rahmenbedingungen voraussichtlich nicht mehr effizient arbeiten wird, dafür aber ein anderer. Der eine kann den anderen dann unterstützen oder ihn sogar für diese Zeit komplett ersetzen. Gerade vor dem Hintergrund der Energiewende können Hybridsysteme eine interessante Alternative oder zumindest eine Übergangslösung sein.
Je nachdem, wie viele Energieerzeuger im System zusammenwirken, spricht man von bivalenten (zwei Energieträger), trivalenten (drei Energieträger) oder multivalenten (mehrere Energieträger) Hybridheizungen.
Weiter unterscheidet man nach ihrer Betriebsweise, also der Art, wie die einzelnen Komponenten zusammenarbeiten:
- Arbeiten zwei Erzeuger in einem bivalent-alternativen Betrieb, erzeugt immer nur einer der beiden Wärme. Diese Betriebsart bietet sich an, wenn eine klare Abgrenzung zwischen den Anforderungsprofilen und den Rahmenbedingungen möglich ist.
- Beim bivalent-parallelen Betrieb wird die Grundlast die meiste Zeit des Jahres von einem der beiden Wärmeerzeuger gedeckt. Sinkt die Außentemperatur unter einen bestimmten Punkt (Bivalenzpunkt) kommt der andere Erzeuger hinzu. Beide laufen dann parallel. Bei solchen Systemen spricht man vornehmlich von der Grund- und der Spitzenlast.
- Flexibler ist der bivalent-teilparallele Betrieb, bei dem die Wärmeerzeuger in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der benötigten Heizlast gemeinsam betrieben werden. Moderne Systeme können diesen teilparallelen Betrieb in Abhängigkeit vom gewünschten Betriebsziel individuell gestalten.
Grundsätzlich gibt es keine vorgeschriebenen Kombinationen von Wärmeerzeugern zu einem hybriden System. Alle heutigen sowie zukünftigen Arten der Wärmeerzeuger können miteinander kombiniert werden. Wichtiger Grundsatz dabei ist lediglich, dass die Vorteile der jeweiligen Geräte und Komponenten die Nachteile der anderen ausgleichen. Einige Beispiele:
- Luft/Luft-Wärmepumpe + Gas-/Öl-Brennwert-Gerät
- Gas-/Öl-Brennwert-Gerät + Solarthermie
- Pelletheizung + Solarthermie
- Holzheizung + Wärmepumpe
- Gas-/Öl-Heizung + Photovoltaik
- Biogas + Solarthermie
- Scheitholzvergaser + Pelletkessel
Bauweisen
Hybridheizungen können aus einzelnen Heizgeräten frei kombiniert
werden, etwa bei der Nachrüstung einer bestehenden Anlage mit
Solarkollektoren. Auf dem Markt gibt es ferner modular aufgebaute
Heizsysteme, die für die Nachrüstung und Einbindung weiterer
Heizanlagen bereits optimiert sind. Darüber hinaus wächst das
Angebot an Hybridgeräten, die mehrere Technologien platzsparend in
einem Gehäuse vereinen. Das betrifft vor allem Systeme für Ein- und
Zweifamilienhäuser, denn Anlagen mit größeren Leistungen erfordern
in der Regel eine individuelle Konfiguration.
EE-Hybridheizungen
Eine besonders umweltfreundliche und
klimaschonende Art der Hybridheizungen sind dabei Systeme, bei
denen ausschließlich Erneuerbare Energien (EE) eingesetzt werden.
Solche Hybridsysteme setzen sich etwa aus einer Wärmepumpe plus
einer Solarthermieanlage zusammen. Als weitere Energiequelle für
Hybridkonzepte könnte sich in Zukunft auch überschüssiger Wind-
oder Solarstrom eignen, der dann über Power-to-Heat zur
Wärmeversorgung beiträgt. Holz und Biogas sind streng genommen auch
klimaneutrale Energieträger, jedoch muss man bedenken, dass bei
ihrer Verbrennung wieder umweltschädliche Emissionen freigesetzt
werden. Wer sein Haus also gänzlich emissionsfrei beheizen möchte,
sollte auf Systeme, bei denen eine Verbrennung stattfindet,
verzichten.
Modernisierung und Sanierung
Bei manchen Bestandsgebäuden
kann es sinnvoll sein, die bestehende, mit fossilen Energieträgern
(Öl oder Gas) betriebene Anlage durch eine Einbindung von
erneuerbaren Energien in Form einer Wärmepumpe oder
Solarthermieanlage zur Hybridheizung auszubauen. Durch die
Add-on-Lösungen muss nicht abgewartet werden, bis das
ineffiziente und CO₂-emittierende Altgerät seinen Dienst versagt.
Auch wenn diese Vorgehensweise am Ende nur eine Übergangslösung
ist, kann sie für einige Eigentümer*innen eine gute Lösung sein,
mit der sich die Heizkosten und die Emissionen deutlich reduzieren
lassen. Generell empfiehlt es sich jedoch, zusammen mit einer
Modernisierung der Heizungsanlage auch die Gebäudesubstanz selbst
zu ertüchtigen, etwa durch den Einbau neuer Fenster und/oder die
Dämmung des Gebäudes.
Neubau
In Neubauten kommen Hybridheizungen meist dann zum Einsatz, wenn entweder besonders hohe oder verschiedene (Vorlauf-)Temperaturen benötigt werden. Zu beachten ist dabei, dass die Vorgaben des Gebäudeenergiegesetzes GEG erfüllt werden, das eine anteilige Deckung von 65 Prozent des Wärmebedarfs durch regenerative Energien vorschreibt. Kombinationen mit fossilen Energieträgern sollten in Neubauten allerdings nur in Ausnahmefällen eingebaut werden. Eine witterungsunabhängige Alternative für fossile Energieträger sind regenerative Energieträger wie Biogas oder Holz etwa in Form von Pellets.
Vorteile von Hybridheizungen
- Einsparung: In hybriden Heizsystemen, die fossile Energieträger mit erneuerbaren Energien verknüpfen, haben regenerative Energien regelungstechnisch Vorfahrt. Öl- und Gaskessel dienen allenfalls zur Abdeckung von Spitzenlasten. Das spart Heizkosten und führt gleichzeitig zur politisch erwünschten Einsparung von Primärenergie und klimaschädlichen Emissionen.
- Zukunftssicherheit: Ist die Deckung durch einen der genutzten Energieträger zu gering, stehen jederzeit weitere Energieträger bereit. Erdgas, Biogas, Pellets oder Scheitholz etwa lassen sich einfach einlagern.
- Flexibilität: Anlagenbetreiber müssen sich nicht für viele Jahre im Voraus auf eine einzige Heiztechnologie oder einen einzigen Energieträger festlegen. Sie bleiben flexibel und können mit ihrer Hybridheizung die jeweils preisgünstigste oder am besten verfügbare Wärmequelle nutzen.
- Erweiterbarkeit: Bestehende Heizungen können zur Abdeckung der Spitzenlast weitergenutzt und individuell erweitert werden. Die Grundlast deckt dann zum Beispiel eine Wärmepumpe.
- Förderung: Wird ein System nach den Vorgaben des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) installiert, können Förderprogramme des Bundes abgerufen werden.
- Kosten: Da hybride Systeme der Definition nach aus mindestens zwei Geräten bestehen, sind die Kosten für Kauf, Installation und Wartung entsprechend höher.
- Fehlerquellen: Mehr Technik bedeutet auch, dass die Anfälligkeit für Fehler größer ist, besonders wenn die einzelnen Komponenten komplex zusammenspielen.
- Abhängigkeit: Je nach Wahl des Hybridsystems können Eigentümer*innen auch weiterhin von fossilen Brennstoffen abhängig sein, deren Preise in den nächsten Jahren deutlich steigen werden. Deshalb ist die Entscheidung für eine Hybridheizung, die ausschließlich regenerative Energieträger kombiniert, immer die bessere Wahl.
Auch Hybridheizungen sind nach der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) förderfähig. In welcher Höhe die Förderung ausfällt, hängt vom System und den aktuellen Bestimmungen ab. Unabhängige Plattformen und Anbieter von Heizsystemen bieten entsprechende Förderrechner an. In jedem Fall sollte man sich vor der Planung einer Hybridheizung mit einem Energieberater oder einer Energieberaterin zusammensetzen und die verschiedenen Möglichkeiten durchspielen, um eine für das jeweilige Gebäude optimale Lösung zu finden.
Fachwissen zum Thema
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