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.

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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.

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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.

• Luft/Luft-Wärmepumpe + Gas-/Öl-Brennwert-Gerät
• Gas-/Öl-Brennwert-Gerät + Solarthermie
• Pelletheizung + Solarthermie
• Holzheizung + Wärmepumpe
• Gas-/Öl-Heizung + Photovoltaik
• Biogas + Solarthermie
• Scheitholzvergaser + Pelletkessel

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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.

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• 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.

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