Die Brennstoffzelle ist das zentrale Element
In einer Brennstoffzelle kann unter Zufuhr von elektrischer Energie durch die sogenannte Elektrolyse die Aufspaltung von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff erfolgen. Den Wasserstoff kann man entweder unmittelbar als Heizenergie einsetzen oder ihn in Druckbehälter pumpen. Darin kann er gelagert und bei Bedarf transportiert werden. Kehrt man den Vorgang in der Brennstoffzelle um, führt man ihr das Wasserstoffgas zu und sie erzeugt daraus wieder Strom. Der Vorgang wird in Elektroautos und der Stromversorgung in den nächsten Jahren eine entscheidende Rolle spielen. Wasserstoff ist eine extrem saubere Energie, wenn der zur Erzeugung benötigte Strom ohne CO2 erzeugt wird.

Erste Heizungen laufen bereits erfolgreich
Vaillant hat bereits vor fast 10 Jahren eine Heizung auf Basis von Wasserstoff zertifizieren lassen. Viele Konkurrenten und Tüftler arbeiten ebenfalls an dem Prinzip. Die Kombination alternativer Stromerzeugung ohne CO2 und Heizen mit dem erzeugten Wasserstoffgas läuft in ersten Pilotanlagen bereits erfolgreich und auf dem Markt sind erste Heizungen auf dieser Basis erhältlich. Aufwändig und noch nicht komplett gelöst ist die Speicherung des Wasserstoffs. Er benötigt Druckbehälter und Kompressoren. Nur dann können Erzeugung und Verbrauch von Wasserstoff zeitlich entzerrt werden. Das Prinzip ist jedoch wirksam und funktioniert. Heizen mit Wasserstoff ist bereits möglich.

Die Flüssiggasgeräte sind wirtschaftlich
Die Umrüstung von Gasbrennern auf einen Düsensatz für Flüssiggas ist bei fast allen handelsüblichen Brennern problemlos möglich. Die Kosten dafür sind unspektakulär und können vernachlässigt werden. Viele Geräte besitzen ab Herstellerwerk die entsprechende Bestückung. Die Wartung und Pflege einer solchen Anlage entsprechen exakt den Arbeitsintervallen und -schritten konventioneller Gasheizungen. Die elektronische Regelung und Steuerung der Anlage und der Heizkörper ebenso. Der Brennstoff ist geringfügig teurer als Erdgas, jedoch können die Kunden bei Preissteigerungen den Anbieter wie bei Erdgas wechseln oder die Lieferintervalle verändern. Auch die Bezahlung kann in monatlichen Raten erfolgen und muss nicht mit einer Jahresrechnung beglichen werden.

Die Tankanlagen können auf verschiedenen Wegen beschafft werden
Im Angebot sind überirdisch stehende, halb erdversenkte und erdgedeckte Tankanlagen. Sie können vom Bauherrn gekauft werden, sind aber auch zur Miete, im Leasingverfahren oder als Leihgabe des Gaslieferanten erhältlich. So können die Kosten für die Gaslagerung erheblich gesenkt werden. Aus optischen Gründen wird von Fachleuten stets die erdgedeckte Variante für Tankanlagen empfohlen. Im Vergleich zu einer neu zu legenden Gasleitung für einen Erdgasanschluss ist eine Flüssiggasanlage in der Regel preiswerter. Das ist vor allen Dingen dann der Fall, wenn lange Leitungen verbaut werden müssen. Im Vergleich zu einer Ölheizung ist die Nachrüstung einer Flüssiggasheizung immer preiswerter zu bewerkstelligen.

Holzheizungen und ihre Betriebsstoffe
Es werden in der Praxis verschiedene Systeme unterschieden. Weit verbreitet sind Pelletheizungen. Sie verwenden verdichtete Holzreste und bieten hohe Energiedichte bei minimaler Restfeuchte. Sie bieten einen hohen Brennwert, verbrauchen zu ihrer Herstellung allerdings Energie, was zusätzliches CO2 freisetzt. Hackschnitzelheizungen verfeuern ebenfalls Holzreste, sie sind jedoch nicht gepresst sondern besitzen ein großes Volumen. Sie besitzen einen geringeren Heizwert und benötigen große Lagerflächen und Zuführungssysteme zum Ofen. Mit Holzscheiten werden Kamine und Kachelöfen betrieben. Es muss zugeschnitten und getrocknet sein, verursacht daher ebenfalls zusätzliches CO2 bei seiner Herstellung und Trocknung, wenn es nicht durch lange Lagerzeit getrocknet wurde.

Die Ökobilanz ist durchwachsen
Holz setzt bei seiner Verbrennung nur das CO2 wieder frei, das es zu seinem Wachstum aufgenommen hat. Da dieser Kreislauf nachwachsender Rohstoffe nur wenige Jahre im Vergleich zu Jahrtausenden von Öl und Kohle beträgt, ist die Bilanz des Ausstoßes von CO2 sehr gut. Die Atmosphäre wird kaum zusätzlich belastet. In den Abgasen von Holzheizungen entsteht jedoch auch Rauchgas mit weiteren schädlichen Substanzen. Schlechte Holzqualität und zu hohe Restfeuchte verursachen Stickoxyde und giftige Nebenprodukte. Im Rauchgas ist Feinstaub enthalten, der die Umwelt stark belastet und die Atemluft verschlechtert. Vor allem die beliebten offenen Holzkamine sind stark ins Gerede gekommen und der Gesetzgeber erwägt Regelungen für ihren Betrieb.

Die Ökobilanz von Holz und Kohle
Holz als nachwachsender Rohstoff bindet bei deinem Wachstum CO2 und gibt es bei seiner Verbrennung wieder ab. Der Kreislauf ist nach wenigen Jahrzehnten abgeschlossen und trägt somit nicht zu einem Gesamtanstieg des CO2 in der Atmosphäre bei. Kohle ist vor einigen Millionen Jahren entstanden und bindet in sich das CO2 aus seiner Entstehungszeit. Um neue Kohle entstehen zu lassen, wird erneut ein extrem langer Zeitraum nötig. So verstärkt die Verbrennung von Kohle die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre durch einen langfristigen Eintrag. Zusätzlich ist in verschiedenen Kohlearten Schwefel enthalten, der zu einer Übersäuerung der Atmosphäre führt und für Pflanzen und Materialien unserer Infrastruktur gefährlich ist. Nur mit aufwändigen Reinigungssystemen ist die Schadstoffbelastung durch Kohleabgase zu reduzieren. Daher wird Kohle häufig nur in größeren Anlagen eingesetzt.

Auf die Vorbereitung kommt es an
Um mit Holz und Kohle halbwegs umweltfreundlich zu heizen, müssen die Materialien richtig vorbereitet sein. Holz muss wenig Restfeuchte besitzen, damit möglichst wenige Rauchgase entstehen. So wird Feinstaubbelastung reduziert. Ideal sind Holzpellets, da sie eine hohe Energiedichte aufweisen. Kohle enthält am wenigsten giftige Zusatzstoffe als Brikett oder Eierkohle. Andere Kohlearten sind für kleine Heizungen weniger sinnvoll. Bei beiden Brennstoffarten Holz und Kohle müssen relativ große Lagerflächen vorgehalten werden, die nicht nur viel Raum benötigen sondern auch Schmutz verursachen.

Funktionsweise der Geothermie
Die im Erdreich gespeicherte Energie ist kostenlos nutzbar. Sie muss lediglich aus der Umwelt entnommen und an entsprechender Stelle zur Verfügung gestellt werden. Zur Gewinnung und zum Transport von Wärme eignen sich Wärmepumpen. Sie sammeln mit einem geeigneten Kollektor in einem flüssigen Medium Wärme und entziehen diese Wärme durch Nutzung des Kompressorprinzips. Die entzogene Wärme wird an einen anderen Kreislauf abgegeben, der unter Umständen sehr heiß werden kann. Letztlich ist die Funktionsweise mit einem Kühlschrank vergleichbar. Er entzieht dem Innenraum Wärme und gibt sie an der Rückseite an die Raumluft ab. Oberflächennahe Kollektoren für Heizungen werden in der Nähe der Erdoberfläche als Rohrnetz im Grundstück versenkt. Sie sammeln Wärme aus dem Erdreich und leiten sie zur Wärmepumpe.

Vor- und Nachteile oberflächennaher Kollektorsysteme
Die einzige verwendete Energie besteht in der Transportenergie der Wärmepumpe. Sie verbraucht Strom. Die Heizleistung wird kostenlos der Umwelt entnommen. An der Erdoberfläche verlegte Kollektoren verursachen weniger Baukosten als Sonden mit Tiefbohrungen. Das Rohrmaterial ist einfach zu verlegen und preiswert. Reparaturen sind ohne großen Aufwand zu bewerkstelligen. Bei lang andauernden Kälteperioden sinkt ihr Wirkungsgrad allerdings spürbar ab, da sich die oberen Erdschichten merklich abkühlen und weniger Wärmeenergie gespeichert halten. In diesen Fällen kann es zu Zuheizungen in der Anlage durch andere Energieträger kommen, die zusätzliche Kosten verursachen. Die Geothermie ist dennoch ein zukunftsweisendes Konzept für den Heizungsbau.

Flüssiggas benötigt einen Druckbehälter
Um die Heizung betreiben zu können, muss das Flüssiggas in einem Druckbehälter gelagert werden. Der Brennstoff ist meist Butan oder Propan, das in entspanntem Zustand gasförmig ist. Setzt man es unter einen geringen Überduck, wird es flüssig und lässt sich gut transportieren und lagern. Die Versorgung erfolgt über LKW mit einem mobilen Druckbehälter. Tankanlagen für Flüssiggas können beim Gaslieferanten gemietet oder geleast werden. Es sind überirdisch aufgestellte, halb in die Erde versenkte und völlig erdgedeckte Varianten verfügbar. Für große Tankanlagen ab 6700 Litern Fassungsvermögen ist in der Regel eine Baugenehmigung erforderlich. Kleinere Tankanlagen dürfen unter Aufsicht eines zugelassenen Sachverständigen ohne weitere Formalitäten aufgestellt werden. Das Gas fördert sich durch den im Tank herrschenden Überdruck selbständig zur Gastherme. Diese ist mit einer handelsüblichen Erdgastherme nahezu identisch. In die meisten Modelle muss nur ein anderer Düsensatz eingebaut werden. Vereinzelt sind Umschaltungen oder Austausch der Regelelektronik erforderlich. Der spätere Wechsel auf Erdgas ist daher völlig unproblematisch.

Mit der Flüssiggasheizung sparen und die Umwelt schonen
Flüssiggas verbrennt sehr sauber und belastet die Umwelt nicht mehr als Erdgas. Der Brennwert ist dem von Erdgas sehr ähnlich. Als Faustformel gilt, dass 1 Liter Flüssiggas ungefähr einem Kubikmeter Erdgas entspricht. Die Verbrauchswerte moderner Gasbrennwertthermen sind moderat. Daher sind die Heizungen mit Flüssiggas preiswert zu betreiben. Die Wartungskosten sind mit denen der Gasthermen identisch. Der Schornsteinfeger kontrolliert im Gegensatz zu Ölheizungen die Flüssiggastherme nur alle 2 Jahre. Der Montageort der Therme benötigt keinen eigenen Raum, selbst Einbauorte in belüfteten Einbauschränken sind möglich. Der Betrieb ist angenehm arm an Geräuschen und auch für Fußbodenheizungen geeignet.

Verschiedene Prinzipien der Wärmegewinnung
Wärmepumpen arbeiten prinzipiell alle gleich. Sie entnehmen an einer Stelle Wärme und geben sie an einer anderen Stelle wieder ab. Die Wärmesammlung ist für die verschiedenen Arten von Wärmepumpen das Unterscheidungsmerkmal. Raumluft- oder Freiluftwärmepumpen entnehmen der Umgebungsluft die gewünschte Wärme. Sie funktionieren sogar noch bei Frosttemperaturen, benötigen dann aber viel Strom. Sinnvoll ist die Kombination mit einer Energierückgewinnung bei Bauten mit kontrollierter Lüftung. Die Wärmepumpe entzieht der verbrauchten Luft die Wärme, bevor sie gegen Frischluft ausgetauscht wird. Die Frischluft wird mit der entzogenen Wärme wieder erwärmt, bevor sie in die Räume gelangt. Effektiver arbeiten Wärmepumpen mit erdverlegten Kollektoren oder Tiefbohrungen zur Wärmesammlung aus der Erdwärme. Einige Modelle entziehen die benötigte Wärme sogar dem Grundwasser.

Wärmepumpen sind unweltfreundlich und sparsam
Bei richtiger Konzeption der Wärmepumpenheizung ist der Betrieb preiswerter als mit herkömmlichen Öl- oder Gasheizungen. Für den Betrieb der Wärmepumpe muss lediglich der Strom bezahlt werden, der für das Sammeln der Wärme am Kollektor und die Transportleistung der Wärme an den Zielort bezahlt werden. Die gewonnene Wärme wird der Umwelt entzogen und kostet den Betreiber nichts. Der verwendete Strom ist der einzige Belastungsfaktor für die Umwelt. Je nach Erzeugungsart des Stromes, belastet er mehr oder weniger die Umwelt. Die Wärmepumpe selbst erzeugt keinerlei Umweltbelastung oder Klimaschädigung. Die Berechnung einer Wärmepumpenheizung für den benötigten Energiebedarf ist ohne Unterstützung eines Fachmanns nicht ratsam. Bei der Planung und Anfangsinvestition ist eine solche Heizung zwar kostenintensiver als andere Anlagen, aber es muss kein Schornstein gebaut werden und es wird außer den Wartungskosten keine laufenden Kosten wie etwa für den Schornsteinfeger geben.

Die Vorteile einer Ölheizung
Öl ist als Brennstoff ein flexibler Rohstoff, denn er lässt sich lagern, so dass das Öl nicht unbedingt zu einem Zeitpunkt gekauft werden muss, wenn es, saisonal bedingt, relativ teuer ist. Wer über mehrere Tanks verfügt, kann das Öl zu Zeiten erwerben, wenn der Preis günstig ist, zum Beispiel im Sommer. Auch besteht die Option, mit Nachbarn eine Einkaufsgemeinschaft zu bilden und das Heizöl in größeren Mengen zu bestellen, die generell günstiger sind als die Menge für einen Einzelhaushalt.
Ein weiterer Vorteil ist, dass bei der Ölheizung nur verbrauchsabhängige Kosten entstehen: die des verbrauchten Öls sowie die Kosten für die Wartung der Heizung. Im Gegensatz dazu fallen bei Energien wie Gas, die durch eine Leitung geliefert werden, unabhängig vom tatsächlichen Verbrauch zusätzliche Gebühren an. Bei einer Ölheizung ist man gewissermaßen “sein eigener Herr.”

Die Nachteile der Ölheizung
Diese Heizform erfordert sehr viel Platz, entweder zwei Räume im Keller oder, falls kein Keller vorhanden ist, separate Räume im Erdgeschoss für den Brenner und die Tanks. Die Investitionen beim Einbau einer Ölheizung sind im Vergleich zu leitungsgebundenen Heizformen höher, denn die Arbeiten sind sehr umfangreich. Diese Investitionen stellen eine erhebliche Vorfinanzierung dar.
Ebenso ist der Ölpreis eine stark schwankende und unzuverlässige Größe, insbesondere im Zuge der Förderung erneuerbarer Energien durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz, die daher zumeist günstiger sind.
Auch der Umweltaspekt darf nicht vergessen werden: das Verbrennen von Öl verschmutzt die Atmosphäre und trägt zum Treibhauseffekt bei. Ferner ist Öl ein Rohstoff, der mittelfristig zu Ende geht und für den rechtzeitig sinnvolle und ergiebige Alternativen bereitstehen müssen.

Als Alternative zu Kamin-, Kachelofen- oder Holzpellet-Heizungen kann sich in waldreichen Regionen mit Holzverarbeitung in nahe gelegenen Sägewerken die so genannte Hackschnitzelheizung anbieten. Denn Hackschnitzel fallen bei der Herstellung von Bauholz wie Kanthölzern und Brettern in Sägewerken alltäglich in großer Menge als “Abfall” an. Unzweifelhafter Vorteil ist also stets ein günstiger Bezugspreis; gepaart mit kurzen Transportwegen und direkter Verhandlungsmöglichkeit mit dem Lieferanten, wenn man in solch einer Gegend lebt.

Hackschnitzelheizungen versorgen teils ganze Wohnviertel

Selbst Kommunalverwaltungen haben seit langer Zeit diese Möglichkeit entdeckt, um sowohl sich selbst als auch ihre Bürger von teils enormen Preisschwankungen im Gas- und Ölmarkt unabhängiger zu machen: entsprechend leistungsfähige Heizwerke mit Hackschnitzel-Betrieb versorgen heute nicht nur öffentliche Gebäude wie Rathäuser und Schulen, sondern sogar in der Nähe angebundene Wohnviertel per Fernwärme-Einspeisung mit der benötigten Heizenergie.

Die Einrichtung einer Hackschnitzelheizung erfordert sorgfältige Kalkulation

Wird der Einbau einer Heizanlage mit Hackschnitzeln in Erwägung gezogen, ist dennoch exakt zu kalkulieren, ob sich dies rechnet – und ob die räumlichen Gegebenheiten dies zulassen. Denn es muss ja ein entsprechender Vorrat an Hackschnitzeln “eingebunkert” werden – analog zur Ölheizung ist also ein Lagerraum notwendig, der auch die automatische Zufuhr zum eigentlichen Brennofen zulässt. Im Gegensatz zu Pellets und Holzbriketts, die recht stabile Normwerte in der Heizleistung aufweisen, können Hackschnitzel eine recht unterschiedliche Ergiebigkeit in der Wärmeausbeute mit sich bringen. Je nachdem, ob im Sägewerk gerade nur Fichte, Kiefer, Weichhölzer wie Birke oder harte und ausdauernd brennende Hölzer wie Ahorn, Eiche oder Buche geschnitten werden, ist mit variierenden Mengen des benötigten Brennmaterials zu rechnen.

Da Hackschnitzel-Heizungen mit ausgeklügelten Temperaturregelungen zur Optimierung der Holzverbrennung arbeiten, sind Feinstaub-Belastungen wie beim manuellen Kaminofen-Betrieb übrigens kaum zu erwarten – oder durch die Integration entsprechender Zusatzfilter gänzlich auszuschließen. Somit stellt die Hackschnitzelheizung einen wertvollen Beitrag zur Nutzung regenerativer Energien dar.

Die Technik hinter der Pelletheizung
Grundsätzlich basieren die Heizungen darauf, dass in ihnen kleine Pellets verbrannt werden. Hierbei handelt es sich um Presslinge, die aus Holzspänen und aus Sägemahl bestehen. Diese industriellen Abfälle können in der Pelletheizung also weiterverwendet werden, wodurch sich eine umweltschonende Ressourcenverwendung ergibt. In einigen Fällen werden als Alternative auch Strohpellets verwendet. Die Technik ist hier durchaus flexibel und erlaubt die Verwendung unterschiedlicher Brennstoffe. Der Aufbau basiert dabei auf einem Brenner, der die die Pellets in Wärmeenergie umwandelt, auf einer effizienten Wärmeübertragung und Speicherung und auf zahlreichen Sicherheitseinrichtungen wie etwa einer Rückbrandsicherung. Auf diese Weise wird auch zur Sicherheit der Heizungstechnik im Haus beigetragen.

Das sind die Vorteil in der Praxis
Der wesentliche Vorteil in der Praxis besteht sicherlich in dem hohen Wirkungsgrad dieser Heizungen. So erreichen die Pelletheizungen einen Wirkungsgrad von mindestens 90 Prozent, nur höchstens 10 Prozent der Energie gehen bei der Verbrennung verloren. Damit sind Pelletheizungen auf keinen Fall mit anderen Verbrennungsverfahren wie Verbrennungsmotoren zu vergleichen, die in der Regel einen deutlich niedrigeren Wirkungsgrad aufweisen. Der Markt für Pelletheizungen hat in den letzten Jahren erhebliche Zuwächse verzeichnen können, sowohl auf der Angebots- als auch auf der Nachfrageseite. In Deutschland ist die Installation einer solchen Heizung zudem deshalb sinnvoll, weil diese vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gefördert wird. Wer sich für den Einbau einer solchen Heizung entscheidet, der kann von Fördersummen von 36 Euro/kW ausgehen (Stand: September 2011). Aus diesem Grund ergeben sich Kostenvorteile bei der Pelletheizung nicht erst im laufenden Betrieb, sondern bereits auch bei den Anschaffungskosten.