Das Gebäudeenergiegesetz verpflichtet in § 71 vor „Einbau und Aufstellung einer Heizungsanlage, die mit einem festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff betrieben wird“ zu einer „Beratung, die auf mögliche Auswirkungen der Wärmeplanung und eine mögliche Unwirtschaftlichkeit, insbesondere aufgrund ansteigender Kohlenstoffdioxid-Bepreisung, hinweist.“
Dazu haben die zuständigen Bundesministerien eine Informationsschrift veröffentlicht, in der auch ein Formblatt enthalten ist, das von der beratenden fachkundigen Person sowie vom Gebäudeeigentümer unterzeichnet werden muss, um die gesetzeskonforme Beratung zu dokumentieren.
Vor der Installation einer Wärmepumpe verpflichtet das GEG nicht zu einer solchen Beratung. Das entbindet die installierende Fachfirma oder den Energieberater jedoch nicht von einer weitergehenden Beratung. Die kostenintensive Installation einer Wärmepumpe ist unwirtschaftlich, wenn wenige Jahre später die Heizung auf einen Wärmenetzanschluss umgestellt werden kann. In schlecht wärmegedämmten Gebäuden verschlechtern sich die Chancen, günstige Stromtarife für den flexibilisierten Betrieb einer Wärmepumpe zu nutzen. Wenn solche Fragestellungen in den ersten fünf Jahren nach Inbetriebnahme einer Wärmepumpenheizung aufkommen, kann das als Mangel im Sinne des § 633 BGB gewertet werden.
Im Formblatt des BMWSB fehlt der Hinweis auf die kostenreduzierende Wirkung eigener Solarenergiegewinnung. Die Behauptung in der Information des BMWSB, die Voraussetzungen des „Heizungsgesetzes“ seien mit Solarthermie nur dann zu erfüllen „wenn sie den Wärmebedarf des Gebäudes komplett deckt“ ist sogar irreführend. Das Beratungsgespräch sollte daher klarstellen, dass Sonnenkollektoren mit bestehenden Heizungsanlagen und auch mit den sonstigen Anlagentypen nach § 71 (3) GEG frei kombiniert werden dürfen.
Es liegt nahe, auch diese Beratung mit einem Formblatt zu dokumentieren:
Unter diesem Titel haben das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz und das Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen haben am 15.12.2023 eine Informationschrift herausgegeben, die vor Fehlinvestitionen beim Einbau einer neuen Heizung warnen will.
Auf Basis des ab dem 01.01.2024 in Kraft tretenden Gebäudeenergiegesetzes (GEG) werden zukunftsfähige Heiztechnologien genannt.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, auf der Basis von Erneuerbaren Energien zu heizen. Wenn Sie sich für eine der im Folgenden genannten Optionen entscheiden, erfüllen Sie die Voraussetzungen des „Heizungsgesetzes“. Dies sind z. B.: * Anschluss an ein Wärmenetz – Wärmenetzbetreiber müssen ihre Wärmeerzeugung bis 2045 vollständig auf Erneuerbare Energien oder unvermeidbare Abwärme umstellen * Elektrische Wärmepumpe – diese nutzt zum großen Teil Wärme aus der Umgebung, also aus Erde, Wasser oder Luft; der benötigte Strom wird schrittweise klimaneutral * Biomasseheizung – z. B. Pellets, Holz, Hackschnitzel * Stromdirektheizung – nur in sehr gut gedämmten Gebäuden, da sonst hohe Betriebskosten drohen * Heizung auf der Basis von Solarthermie – wenn sie den Wärmebedarf des Gebäudes komplett deckt * Wärmepumpen- und Solarthermie-Hybridheizung, die hauptsächlich mit Erneuerbaren Energien (mind. 65%) und anteilig z. B. mit fossilen Brennstoffen betrieben wird * Gas- oder Ölheizung, die klimafreundlichen Brennstoff nutzt – mind. 65 Prozent Biomethan, biogenes Flüssiggas oder grüner und blauer Wasserstoff, einschließlich daraus hergestellter Derivate
Hier wurden zwei wichtige Informationen ausgelassen:
Auch eine Kombination aus den o. g. Optionen kann die Anforderung des GEG erfüllen, den Wärmebedarf mit wenigstens 65 Prozent erneuerbaren Energien oder unvermeidbarer Abwärme zu decken. Es ist also NICHT erforderlich, mit Solarthermie den Wärmebedarf eines Gebäudes komplett zu decken, wenn die restliche Wärme z. B. von einen Wärmenetzanschluss, einer elektrischen Wärmepumpe oder einem Biomassekessel kommt.
Wenn eine bestehende Heizungsanlage nur ergänzt wird und der neue Wärmeerzeuger einer der sieben genannten Anlagenformen entspricht, ist ebenfalls kein detaillierter Nachweis zur Erfüllung des 65% EE-Anteils erforderlich.
Ergebnis der Pflichtberatung vor Installation eines neuen Öl- oder Gaskessels kann also sein, nur die Anlagentechnik um den alten Kessel herum zu modernisieren und dessen Brennstoffverbrauch durch den Einsatz von Solarthermie deutlich zu vermindern. Je nach Dämmstandard eines Gebäudes und je nachdem, wie gut der Sonnenkollektor nach Süden ausgerichtet ist, sind Einsparungen zwischen 10 und 40 Prozent zu erwarten.
Die Informationsschrift stellt es so dar:
Darüber hinaus können auch andere Technologien und Kombinationen auf Basis Erneuerbarer Energien und unvermeidbarer Abwärme genutzt werden. In diesem Fall ist ein rechnerischer Nachweis über einen Anteil von mindestens 65 Prozent Erneuerbarer Energie oder unvermeidbarer Abwärme durch eine fachkundige Person zu erstellen.
Der zweite Satz ist in diesem Zusammenhang falsch. Ein detaillierter rechnerischer Nachweis nach der einschlägigen Norm (DIN 18599) ist nur erforderlich
wenn zum Beispiel durch Einsatz von Solarthermie der Anteil grünen Brennstoffs am verbleibenden Verbrauch geringer als 65% sein soll (siehe Grafik);
um nachzuweisen, dass das Gebäude einen ausreichenden Dämmstandard hat, um eine Stromdirektheizung einsetzen zu dürfen;
für eine von den Standardoptionen abweichende individuelle Lösung, mit dem die grundlegene Anforderung des GEG § 71 erfüllt werden kann.
Die verpflichtende Beratung vor Installation einer neuen Öl- oder Gasheizung soll auch vor späteren Kostensteigerungen der Brennstoffe warnen. Diese resultieren zum einen aus einer absehbaren Verknappung sowohl der fossilen wie auch der „grünen“ Brennstoffe, zum anderen aus dem steigenden Preis für CO2-Emisionen. Ab 1.1.2024 steigt der CO2-Preis auf 45 €/Tonne, ab 2026 können es bereits 65 €/Tonne sein. Alleine dadurch ergibt sich ein Anstieg der Brennstoffkosten gegenüber aktuellen Preisen um 10 bis 15 Prozent. Für elektrische Energie kann die Informationsschrift keine schnell sinkenden Preise versprechen. Mittelfristig verteuert sich Strom durch höhere Netzkosten und zeitweise nicht nutzbare Überschussproduktion aus Sonne und Wind.
Solarwärme aus Sonnenkollektoren hat daher mit Sicherheit einen dämpfenden Einfluss auf die künftige Preissteigerung, weil der Stromverbrauch einer Kollektorkreispumpe vernachlässigbar ist – nur 1 kWh Strom für 100 kWh nutzbare Wärme – und weil auch die Wartungskosten bei einer fachgerechten Installation durch Einsparung von Energiekosten und auch durch reduzierten Wartungsaufwand am Wärmeerzeuger der Nachheizung voll kompensiert werden. Leider fehlt dieser Hinweis in der Informationsschrift der Ministerien.
Das bereits am 01.01.2023 in Kraft getretene Gesetz zur Aufteilung der Kohlendioxidkosten (CO2KostAufG) macht heizungsunterstützende Solarthermie für Vermieter interessant. Typischerweise sparen 10 m² Sonnenkollektorfläche zusammen mit der effizienten Anlagenschaltung 4.000 kWh Erdgas ein. Bezogen auf 120 m² Wohnfläche sind das immerhin 6,72 kg/m² weniger CO2-Ausstoß. In den meisten Fällen sollte das ausreichen, um eine 10 Prozentpunkte bessere Einstufung zu erreichen, was die vom Vermieter zu tragenden CO2-Kosten um deutlich mehr als 10% vermindert. Dabei hat der Mieter keinen Schaden, denn er hat schließlich um 4.000 kWh niedrigere Energiekosten.
Diese Punkte zur Solarthermie könnten also in der Informationsschrift der Ministerien stehen:
Sonnenkollektoren können in einer bestehenden Heizungsanlage nachgerüstet werden, ohne weitergehende Pflichten zur Erfüllung des neuen Heizungsgesetzes auszulösen
Die Kombination von Solarthermie mit anderen zur Erfüllung des GEG genannten Anlagenformen ist ohne aufwändigen Nachweis mit beliebigen Anteilen der Solarwärme möglich
Solarthermie senkt den Brennstoffverbrauch eines Heizkessels und gleichzeitig (bei Hybridheizungen nach GEG § 71h) den Pflichtanteil von grünem Brennstoff; für Vermieter ist zusätzlich eine günstigere Einstufung bei der Aufteilung der CO2-Kosten interessant.
Bei einer Wärmepumpenheizung senkt Solarwärme den Stromverbrauch und ermöglicht durch den Solarpufferspeicher auch eine weitergehende Flexibilisierung des Wärmepumpenbetriebs.
Die gute Nachricht zuerst: Solarthermie findet in der Beschlussempfehlung vom 05.07.2023 zur Änderung des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) eine sehr positive Erwähnung gleich nach der Wärmepumpe:
Insbesondere der Nutzung der überall kostenlos verfügbaren erneuerbaren Umweltwärme mittels Wärmepumpen und Solarthermie wird dabei eine entscheidende Rolle zukommen.
Neue Regeln für die Solarthermie
Dementsprechend nennt das neue GEG die Solarthermie ausdrücklich als Erfüllungsoption für die vieldiskutierte Pflicht zu einem hohen Anteil erneuerbarer Energien an der künftigen Wärmeversorgung von Gebäuden.
§ 71 Anforderungen an eine Heizungsanlage (1) Eine Heizungsanlage darf zum Zweck der Inbetriebnahme in einem Gebäude nur eingebaut oder aufgestellt werden, wenn sie mindestens 65 Prozent der mit der Anlage bereitgestellten Wärme mit erneuerbaren Energien oder unvermeidbarer Abwärme nach Maßgabe der Absätze 4 bis 6 sowie der §§ 71b bis 71h erzeugt.
Die Solarthermie kommt dabei gleich zweimal vor. Zum einen eigenständig als Wärmequelle, die zwar nur selten 100% des gesamten Wärmebedarfs decken kann, die aber im Rahmen ihres Anteils zu 100% erneuerbare Wärme erzeugt, zum anderen in der Kombination mit Heizkesseln:
GEG § 71 (3) Die Anforderungen des § 71 Absatz 1 gelten für die folgenden Anlagen einzeln oder in Kombination miteinander als erfüllt, so dass ein gesonderter Nachweis nicht erforderlich ist:
Hausübergabestation zum Anschluss an ein Wärmenetz
elektrisch angetriebene Wärmepumpe
Stromdirektheizung (nach Maßgabe § 71d)
solarthermische Anlage (nach Maßgabe § 71e)
Heizungsanlage zur Nutzung von Biomasse oder grünem oder blauem Wasserstoff einschließlich daraus hergestellter Derivate nach Maßgabe der §§ 71f und 71g,
Wärmepumpen-Hybridheizung bestehend aus einer elektrisch angetriebenen Wärmepumpe in Kombination mit einer Gas-, Biomasse- oder Flüssigbrennstofffeuerung nach Maßgabe des § 71h Absatz 1
Solarthermie-Hybridheizung bestehend aus einer solarthermischen Anlage (nach Maßgabe §§ 71e und 71h Absatz 2) in Kombination mit einer Gas-, Biomasse- oder Flüssigbrennstofffeuerung (nach Maßgabe § 71h Absatz 4)
Bei einer Kombination mit einem Wärmeerzeuger der Punkte 1, 2, 3, 5 oder 6 bewirkt Solarthermie, dass die Heizungsanlage weniger Energie zur Wärmeerzeugung verbraucht, weil der Sonnenkollektor stattdessen Wärme erzeugt. Unabhängig davon, wie groß oder klein der Anteil aus Solarthermie ist, bleibt die Vorgabe von wenigstens 65 Prozent erneuerbaren Energien für die Wärmeversorgung immer erfüllt.
Eine Solarthermie-Hybridheizung nach Punkt 7. ist eigentlich eine Kombination der solarthermischen Anlage nach Punkt 4 mit einer Heizkesselanlage nach Punkt 5, soweit der Heizkessel mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen beschickt wird. Der § 71h soll für diese Kombination nur einen vereinfachten Ansatz liefern, wie stark der Anteil von Brennstoff von 65 Prozent (nach § 71f) abgesenkt werden darf, weil der Solarthermie zu 100% erneuerbare Wärme beiträgt.
§ 71h (2) Eine Solarthermie-Hybridheizung, bestehend aus einer solarthermischen Anlage und in Kombination mit einer Gas-, Biomasse- oder Flüssigbrennstofffeuerung, darf nur eingebaut oder aufgestellt und betrieben werden, wenn die Anforderungen nach den Absätzen 3 bis 5 erfüllt sind.
(3) Die solarthermische Anlage muss mindestens folgende Aperturflächen erreichen: 1. bei Wohngebäuden mit höchstens zwei Wohneinheiten eine Fläche von mindestens 0,07 Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche oder 2. bei Wohngebäuden mit mehr als zwei Wohneinheiten oder Nichtwohngebäuden eine Fläche von mindestens 0,06 Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche. Beim Einsatz von Vakuumröhrenkollektoren verringert sich die Mindestfläche um 20 Prozent.
Bei einen Einfamilienhaus mit z. B. Gebäudenutzfläche AN = 204,0 m² müsste also die Kollektoraperturfläche wenigstens 14,28 m² groß dimensioniert sein. Dafür gibt es etwas Nachlass bei dem Pflichtanteil grünen Brennstoffs, statt 65 Prozent „nur“ 60 Prozent, was einem Beitrag der Solarthermie von 12,5% zur Deckung des Wärmebedarfs entspricht. Damit wird der tatsächliche Beitrag der Solarthermie für die meisten Bestandsgebäude, die in den vergangenen 20 Jahren gebaut wurden, deutlich unterschätzt. Denn nach der EnEV von 2009 brachten nur 0,04 m² Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche bereits 15 Prozent.
Zum Glück ist ein Unterschreiten der Mindestaperturfläche zulässig und führt nur zu einer geringfügig erhöhten Anforderung an den Mindestanteil grünen Brennstoffs:
§ 71h (5) Sofern eine solarthermische Anlage mit kleinerer Aperturfläche als der in Absatz 3 genannten eingesetzt wird, ist die Reduktion der Anforderung an den Anteil von mit der Anlage bereitgestellter Wärme aus Biomasse oder grünem oder blauem Wasserstoff einschließlich daraus hergestellter Derivate nach Absatz 3 von 65 Prozent auf 60 Prozent entsprechend dem Anteil der eingesetzten Aperturfläche an der in Absatz 3 genannten Aperturfläche zu mindern.
Wer zum Beispiel für 204 Quadratmeter Nutzfläche bedarfsgerecht die Aperturfläche der Anlage bei 13,32 m² belässt, erfüllt den Mindestwert zu 93,3 % und darf den Anteil grünen Brennstoffs dementsprechend um 93,3 % von 5 Prozentpunkten auf 60,45 Prozent senken.
In den meisten Fällen ist es besser, den Beitrag der Solarthermie zum 65 % Mindestanteil Erneuerbarer Energien durch einen zugelassenen Energieeffizienzexperten nach der einschlägigen Norm berechnen zu lassen.
§ 71 (2) Der Gebäudeeigentümer kann frei wählen, mit welcher Heizungsanlage die Anforderungen nach Absatz 1 erfüllt werden. Die Einhaltung der Anforderungen des Absatzes 1 in Verbindung mit den §§ 71b bis 71h ist auf Grundlage von Berechnungen nach der DIN V 18599: 2018-09* durch eine nach § 88 berechtigte Person vor Inbetriebnahme nachzuweisen.
In diesem Fall sollte es möglich sein, den Pflichtanteil an grünem Gas deutlich unter 60% zu senken, wenn
die Kollektorfläche gut nach Süden ausgerichtet ist (nicht mehr als 60 Grad Südabweichung)
der Heizwärmebedarf des Hauses durch einen guten Dämmstandard relativ niedrig ist
Die Photovoltaik spielt eine wichtige Nebenrolle
Bereits das GEG vom 08.08.2020 enthielt eine Regelung, die den Einsatz von Photovoltaik für die Bilanz eines Neubaus interessant macht.
§ 23 Anrechnung von Strom aus erneuerbaren Energien (1) Strom aus erneuerbaren Energien, der im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang zu einem zu errichtenden Gebäude erzeugt wird, darf bei der Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs des zu errichtenden Gebäudes (…) in Abzug gebracht werden. (2) Zur Berechnung der abzugsfähigen Strommenge nach Absatz 1 ist der monatliche Ertrag der Anlage zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien dem Strombedarf für Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung, Kühlung und Hilfsenergien sowie bei Nichtwohngebäuden zusätzlich für Beleuchtung gegenüberzustellen. Der monatliche Ertrag ist nach DIN V 18599-9: 2018-09 zu bestimmen. Bei Anlagen zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie sind die monatlichen Stromerträge unter Verwendung der mittleren monatlichen Strahlungsintensitäten der Referenzklimazone Potsdam nach DIN V 18599-10: 2018-09 Anhang E sowie der Standardwerte zur Ermittlung der Nennleistung des Photovoltaikmoduls nach DIN V 18599-9: 2018-09 Anhang B zu ermitteln.
Zu diesem Paragraphen enthält das Änderungsgesetz zum GEG vom 16. Oktober 2023 keine Änderung. Daher ist diese Regelung weiterhin für Neubauten interessant, um selbst produzierten Solarstrom für den Betrieb einer Wärmepumpe oder auch als Hilfsenergie für die Pumpe einer Sonnenkollektoranlage angerechnet zu bekommen.
Der Verwendung von Solarstrom zum Betrieb von Stromdirektheizungen schiebt das neue GEG jedoch einen Riegel vor.
§ 71d Anforderungen an die Nutzung einer Stromdirektheizung (1) Eine Stromdirektheizung darf in einem zu errichtenden Gebäude (…) nur eingebaut oder aufgestellt werden, wenn das Gebäude die Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz nach den §§ 16 und 19 um mindestens 45 Prozent unterschreitet. (2) Eine Stromdirektheizung darf in ein bestehendes Gebäude (…) nur eingebaut oder aufgestellt werden, wenn das Gebäude die Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz nach den §§ 16 und 19 um mindestens 30 Prozent unterschreitet. Wenn ein bestehendes Gebäude bereits über eine Heizungsanlage mit Wasser als Wärmeträger verfügt, ist der Einbau einer Stromdirektheizung nur zulässig, wenn das Gebäude die Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz nach den §§ 16 und 19 um mindestens 45 Prozent unterschreitet.
Typische Stromdirektheizungen sind Infrarotheizplatten, die durch Strahlungswärme Behaglichkeit schaffen und sonstige direktelektrische Wärmeerzeuger, die direkt in einen Raum wirken. Deren Einsatz in schlecht gedämmten Bestandsgebäuden kann durch das neue GEG als Ordnungswidrigkeit geahndet werden.
Elektroheizelemente, die mit Solar- oder Netzstrom einen Pufferspeicher erwärmen und dann über einen Heizkreis zur Raumheizung dienen, scheinen durch § 71d nicht reglementiert zu sein. Das bedeutet aber auch, dass diese Form der Wärmeerzeugung nicht zu den ausdrücklich genannten Erfüllungsoptionen gehört.
Vertiefende Informationen per PDF-Datei
Eine ausführlichere Darstellung zur Rolle der Solarthermie und der Photovoltaik im Gebäudeenergiegesetz ist in meiner Präsentation zu finden, die anlässlich eines Online-Seminars für das Bauzentrum München entstanden ist und seitdem nochmals aktualisiert wurde.
Es wird ernst mit Energiewende und Klimaschutz! Zum Jahresanfang 2022 stellte der Bundeswirtschaftsminister die Eröffnungsbilanz Klimaschutz vor, nach der ein beschleunigter Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung und die Errichtung moderner H2-ready Gaskraftwerke einen Kohleausstieg bis 2030 sicherstellen soll. Gleichzeitig protestiert die Klimaschutzbewegung gegen die EU-Taxonomie, die einen Ausbau der CO2-armen Stromerzeugung aus Atomenergie und Gas fördern will. Der Wärmesektor kann wesentlich dazu beitragen, neue Atomkraftwerke und Gaskraftwerke überflüssig zu machen und trotzdem den Pfad zum Erreichen der Pariser Klimaschutzziele nicht zu verlassen. Die Solarthermie ist dabei eine Schlüsseltechnologie, die den Verbrauch fossiler Brennstoffe signifikant senkt, ohne einen starken und auf absehbare Zeit nicht aus erneuerbaren Energien zu bewältigenden Anstieg des Stromverbrauchs auszulösen. Verschiedene Studien sehen das Potenzial der Solarthermie in Deutschland bei jährlich wenigstens 100 TWh Nutzenergie. Das entspricht dem gesamten Heizölverbrauch der privaten Haushalte. Es gibt keine technologischen Hürden (z. B. fehlender Netzausbau), dieses Potenzial schnell zu aktivieren. Dagegen gibt es in Förderrichtlinien und Normen viele Details, die immer noch den Ausbau der Solarthermie behindern.
Die Folgen einer einseitigen Sektorkopplung
Wenn mit dem Ziel der Dekarbonisierung von Mobilität und Wärmemarkt verstärkt Strom fossile Energien aus der Raumheizung und den Fahrzeugantrieben verdrängen soll, wird der Stromverbrauch zunehmen. Und weil Elektromobile überwiegend nachts geladen werden und weil Wärmepumpenheizungen bei eiskalten, windstillen Hochnebelwetterlagen den höchsten Stromverbrauch haben, wird es bei der aktuellen politischen Entwicklung in ein paar Jahren eng werden mit dem Ausstieg aus Kohle- und Atomstrom.
Eine solche Fehlentwicklung könnte man dann der Politik zum Vorwurf machen. Es ist aber auch möglich, durch eine verstärkte Nutzung von direkt aus Erneuerbaren Energien erzeugter Wärme sowohl den Stromsektor zu entlasten und den Verbrauch fossiler Brennstoffe drastisch zu vermindern. Vor allem die Solarthermie stellt in den nächsten, für den Klimaschutz so kritischen Jahren eine low hangig fruit dar, die nicht ungenutzt bleiben darf.
100 TWh/Jahr Solarwärme sind gesetzt
Dabei sind klassische Sonnenkollektoren keine „Vintage“-Technologie der Energiewende. Die zwischen den Interessen der Industrie und der Umweltverbände vermittelnde Denkfabrik Agora Energiewende schätzt das Potenzial der Solarthermie zur objektnahen Erzeugung erneuerbarer Wärme auf bis zu 69 TWh/Jahr. Und auch das ist noch keine echte Obergrenze. Die von der Agentur für Erneuerbare Energien e. V. im Auftrag der Grünen erarbeitete Studie „Die neue Wärmewelt: Szenario für eine 100% erneuerbare Wärmeversorgung in Deutschland“ zitiert als Bandbreite 70 bis 135 TWh/Jahr und legt sich auf einen Zielwert von 100 TWh/Jahr fest.
Dabei muss man sich bewusst sein, dass in Deutschland nach Angaben des Bundesverbandes Solarwirtschaft e. V. mit Stand Ende 2020 insgesamt rund 21 Mio. m² Solarkollektorfläche installiert sind, die rund 8,7 TWh/Jahr Wärme erzeugen. Das ist nicht wenig, und hat dennoch um mehr als den Faktor 10 Luft bis zum 100 TWh-Ziel. Der jährliche Zubau muss dafür auf über 6 Mio. m² Kollektorfläche verzehnfacht werden, was die möglichen Skalierungseffekte zur Kostenreduktion deutlich macht.
Es ist höchste Zeit, der Energiepolitik das Versprechen abzunehmen, dieses brachliegende Potenzial zu aktivieren. So könnte die Solarthermie das Versprechen einlösen, jährlich 100 TWh Wärmeenergie zu liefern, ohne die Energiewende im Stromsektor zu gefährden, und ohne dass es die Welt kostet.
März 2023: Ganz Deutschland redet über über das Verbot von Gas- und Ölkesseln. Dabei ist im Entwurf für das Gebäudeenergiegesetz auch eine böse Überraschung versteckt, die ältere Sonnenkollektoranlagen betrifft:
„§ 71e Anforderungen an solarthermische Anlagen Wird eine solarthermische Anlage mit Flüssigkeiten als Wärmeträger genutzt, müssen die darin enthaltenen Kollektoren oder das System mit dem europäischen Prüfzeichen „Solar Keymark“ zertifiziert sein …“
Es ist gut und richtig, dass die Sonnenkollektoren von neu installierten Solarthermieanlagen nach Solar Keymark zertifiziert sein müssen. https://solarkeymark.eu/
Das neue GEG darf aber nicht dazu führen, dass bereits in Betrieb befindliche Sonnenkollektoren nicht mehr für den EE-Anteil angerechnet werden dürfen (oder sogar stillgelegt werden müssen?), falls das zum Zeitpunkt der Installation gültige Solar Keymark zwischenzeitlich erloschen ist. Das betrifft viele Bestandsanlagen mit älteren Sonnenkollektoren, die nicht mehr am Markt angeboten werden und deshalb auch kein aktuell gültiges Solar Keymark Zertifikat mehr haben. Es darf nicht sein, dass solche Kollektoren, die weiterhin hervorragende Solarerträge liefern, abgebaut werden, nur weil sie ein formales Kriterium nicht erfüllen.
§ 71e muss klarstellen, dass für Solarthermie-Bestandsanlagen auch erloschene Solar Keymark Zertifikate anerkannt werdenund dass ersatzweise durch einen Wärmemengenzähler im Solarkreis die Wirksamkeit der Installation nachgewiesen werden kann.
Eigentlich findet die Solarthermie im Entwurf für das neue Gebäudeenergiegesetz sehr positive Erwähnung gleich nach der Wärmepumpe:
Insbesondere der Nutzung der überall kostenlos verfügbaren erneuerbaren Umweltwärme mittels Wärmepumpen und Solarthermie wird dabei eine entscheidende Rolle zukommen.
Was dazu im Gesetz noch fehlt, ist eine einfache, niedrigschwellig anwendbare „Bierdeckel-Formel“, um den konkreten Solarthermie-Anteil einer Heizungsanlage zu bestimmen.
Die folgenden drei Parameter können im Zusammenhang mit der Sanierung einer Heizungsanlage mit Solarthermie als bekannt vorausgesetzt werden:
Heizlast (Pdesign) des Gebäudes in kW
jährlicher Kollektorertrag (GTY , nach Solar Keymark, Würzburg, 50 °C) der zu installierenden Kollektorfläche
jährliche Volllaststunden (HHE), festgelegt auf 2.066 jährliche Volllaststunden, was dem europäischen Regelwert zur Energieeffizienz entspricht.
So ergibt sich als einfache Formel:
Anteil Solarthermie = GTY / (Pdesign x HHE)
Damit geht sowohl die Qualität des baulichen Wärmeschutz wie auch die Effizienz des konkreten Sonnenkollektor-Produkts in die Berechnung ein, ohne für ein Bestandsgebäude den enormen Aufwand für eine vollständige Wärmebedarfsrechnung nach DIN V 18599 treiben zu müssen.
Bleibt zu hoffen, dass die Abgeordneten der Ampelregierung für diese Vorschläge aufgeschlossen sind, wenn das GEG im Bundestag beraten wird.
Vorbemerkung, Stand März 2023: Die nachfolgenden Informationen beziehen sich auf das Förderprogramm für Solaraktivhäuser, das leider nicht mehr verfügbar ist. Dennoch bleiben Sonnenkollektoren eine gute Lösung, um einen großen Teil des Wärmebedarfs eines Wohnhauses zu decken.
Bei Ein- und Zweifamilienhäusern, die neu gebaut werden oder deren Gebäudehülle ambitioniert saniert wird, kann eine Solarthermieanlage zur Warmwasserbereitung und Raumheizung eine Gesamtdeckungsrate von über 50% erreichen.
Unter der Voraussetzung, dass diese Mindestdeckungsrate erreicht ist, und die Kollektorfläche über 20 m² liegt, kann beim BAFA die äußerst attraktive Innovationsförderung beantragt werden. Dafür ist die KfW Online-Bestätigung eines zugelassenen Sachverständigen zu einem bestimmten, niedrigen Transmissionswärmeverlust erforderlich, sowie auch eine Simulationsrechnung nach besonderen Randbedingungen.
Die Aggression Putins gegen die Ukraine und die hybride Kriegsführung Russlands gegen alle Demokratien, die der Ukraine Unterstützung geben, haben zur Abschaltung aller Gaslieferungen aus Russland geführt.
Dramatisch steigende Strom- und Gaspreise und die immer noch sich verschärfende Klimakrise liefern weitere Gründe, die Heizung am liebsten abschalten zu wollen. Aber wie lässt sich das durchhalten, wenn es im Haus kalt wird?
Wenn Ihnen ein Haus mit geeigneter Dachfläche gehört, ist jetzt die beste Gelegenheit, einen Sonnenkollektor zu installieren. Der versorgt Sie komfortabel mit Sonnenwärme, während der Gasverbrauch ein halbes Jahr lang bei Null bleibt!
Heizungsunterstützende Solarthermieanlagen schaffen bereits in den letzten Wochen der Heizperiode – also genau jetzt ! – so viel Solarwärme ins Haus, dass der Gaskessel komplett abgeschaltet werden kann. Das bleibt so bis in den Herbst. Dafür sorgt neben dem Kollektor ein ordentlicher Pufferspeicher, der in 1000 Litern Heizwasser rund 50 kWh Solarwärme speichern kann.
Das folgende Schaltschema hat sich als hocheffiziente Lösung für die meisten Anlagen bewährt:
Sieben Schritte zu mehr Energieunabhängigkeit
Was ist nun konkret zu tun, um die bestehende Heizung zu einer Solarthermieanlage mit mehr oder weniger fossilfreier Nachheizung umzubauen?
Fragen Sie einige Heizungsinstallateure Ihrer Region nach deren Vorschlägen. Bei passenden Voraussetzungen (rund 10 m² unverschattetes, unverbautes Dach mit weniger als 50 Grad Südabweichung) und Platz für den Pufferspeicher im Heizraum sollten ein oder zwei gute Angebote zu bekommen sein. Grundsätzlich ist bei jedem Heizkessel und auch bei vielen Wärmepumpen die Kombination mit einem Sonnenkollektor sinnvoll.
Stellen Sie beim BAFA den Antrag in der Bundesförderung für effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen. Der Zuschuss für alle im Zusammenhang mit der Solarthermie-Installation stehenden Material- und Arbeitskosten liegt bei 25 Prozent.
Falls dabei auch der Heizkessel erneuert wird, werden dessen Materialkosten und anteilige Arbeitskosten nicht gefördert. Es erleichtert der Förderstelle die Arbeit, wenn diese Kosten gesondert abgerechnet werden.
Sobald der Förderantrag gestellt ist, dürfen Sie den Auftrag an Ihren Installateur erteilen. Neue Heizungstechnik ist derzeit stark nachgefragt. Deshalb kann es sein, dass die Lieferzeit bei mehreren Wochen liegt. In dieser Zeitspanne sollte auch der Bewilligungsbescheid vom BAFA eintreffen.
Die Installation von Sonnenkollektor und neuer Technik im Heizraum ist normalerweise innerhalb einer Woche zu schaffen. Außerhalb der Heizperiode braucht das Haus keinen Heizkessel mehr; und für durchgehend warmes Wasser kann Ihr Installateur provisorisch einen kleinen Elektrospeicher anschließen.
Sobald der Sonnenkollektor in Betrieb genommen ist, schickt er weitgehend CO2-freie Wärme in die Heizungsanlage.
Nach Fertigstellung und Bezahlung der Anlage werden alle Nachweise per Online-Formular beim BAFA eingereicht. Nach einiger Zeit der Prüfung kommt der Bescheid, welche Kosten als zuschussfähig anerkannt werden und kurz danach die Überweisung auf Ihr Konto.
Je nach Standort und Dimensionierung der Anlage sind typischerweise 20 bis 30% Verbrauchsreduzierung direkt durch die Nutzung der Solarwärme und weitere 10% Einsparung durch den effizienteren Betrieb der Nachheizung möglich – und das über 20 Jahre lang, unabhängig davon, was für ein Wärmeerzeuger später einmal die Nachheizung übernimmt. Die Kernelemente der Solarthermie sind eine zukunftssichere Investition.
Wenn Sie dazu eine weitergehende Beratung wünschen, schreiben Sie mir bitte eine E-Mail oder rufen Sie mich an.
Millionen von Heizungsanlagen in Deutschland verbrennen jeden Tag viel Heizöl oder Erdgas, um zuerst den Heizkessel, dann den Ladekreis und schließlich den Warmwasserspeicher so aufzuheizen, dass jederzeit warmes Wasser zur Verfügung steht. Das Schaubild zum Energiefluss zeigt die Wärmeverluste von Heizkessel und Speicher. Besonders ärgerlich ist dieser Verbrauch fossiler Energie aber an sonnigen Tagen, wenn eine herkömmliche Heizungsanlage die Solarwärme ungenutzt auf dem Dach lässt.
Mit einem Sonnenkollektor ist es möglich, an Sommertagen nicht nur den Verbrauch an den Warmwasserzapfstellen zu 100 Prozent zu decken, sondern auch alle Wärmeverluste der vorgeschalteten Anlagentechnik. Mitunter wird der Solarthermie angelastet, dass ein heißer Pufferspeicher höhere Wärmeverluste als ein „normal“ aufgeheizter Speicher hat. Außerdem, so hört man es immer wieder, bliebe bei einem Sonnenkollektor die überschüssige Solarwärme ungenutzt. Entscheidend ist aber, dass bei solarer Volldeckung der Kessel kalt bleibt. So liefern die vom Sonnenkollektor in den Speicher eingespeisten Kilowattstunden nicht nur die nutzbare Energie, sondern verringern darüber hinaus auch die Bereitschafts- und Abgasverluste des Kessels.
In solarthermischen Kombianlagen für Warmwasser und Raumwärme bleibt sogar in den Übergangsjahreszeiten zumindest stundenweise der Heizkessel vollständig abgeschaltet, so dass auch dann gilt: Ein kalter Kessel kann keine Wärme verlieren!
Die mit der Solarthermie einhergehende hocheffiziente Anlagentechnik, mit der sich durch optimierte Wärmeausnutzung sehr niedrige Rücklauftemperaturen erreichen lassen, verbessert auch den Wirkungsgrad der Nachheizung, z. B. durch eine bessere Ausnutzung des Brennwerteffekts.
In der Jahresbilanz liefert ein nach dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) dimensionierter Sonnenkollektor ungefähr ein Drittel der gesamten Nutzwärme (gemessen am Speicher). Die dadurch erreichte Energieeinsparung (gemessen vor dem Wärmeerzeuger der Nachheizung) ist in vielen Fällen sogar noch größer, vor allem bei Ölkesseln mit beträchtlichem Kesselwasserinhalt.
Ein Wärmemengenzähler im Solarkreis zwischen Kollektor und Speicher gibt einen konkreten Anhaltspunkt, wie hoch die Energieeinsparung am Kessel sein müsste. Eine Simulationsrechnung kann dagegen genau nachvollziehen, wie hoch der Energieverbrauch für Warmwasser und Raumwärme ohne Beitrag der Solarwärme wäre, und um wieviel weniger Energie – bei gleichem Verbrauch und identischem Wetterverlauf ! – der Kessel verbraucht, wenn ein Sonnenkollektor einen beträchtlichen Teil der Wärme liefert.
In GetSolar lässt sich ein solches Beispiel schnell nachrechnen: Bereits 10 Quadratmeter eines guten Sonnenkollektors genügen, um 4.025 Kilowattstunden in den Speicher zu schicken, was bei einem herkömmlichen Niedertemperaturheizkessel 4.680 kWh bzw. 464 Liter Heizöl und damit 1,4 Tonnen CO2-Emissionen einspart – jedes Jahr!
GetSolar Simulationsergebnis
Die meisten der Millionen von Heizungsanlagen, die derzeit ausschließlich mit fossiler Energie betrieben werden, könnten in nächster Zeit mit einem Sonnenkollektor ausgerüstet werden, der die CO2-Emissionen sofort wirksam reduziert, noch bevor der Ausbau der Ökostromerzeugung größere Beiträge zur Wärmeversorgung liefern kann.
Immer wieder werden Infografiken durch die sozialen Netzwerke geschickt, die elektrische Wärmepumpen als effizienteste Heizungstechnik darstellen: „Aus 100% Ökostrom wird 350% Wärme zum Heizen“. Dagegen sei eine Gasbrennwertheizung auf Basis von grünem Synthesegas echte Energieverschwendung, weil durch die Umwandlungsverluste der Power-to-Gas Anlagen nur gute 60% der ursprünglichen Energie übrigbleiben. Perfiderweise stimmt die Story bei isolierter Betrachtung der Wärmepumpe und der Synthesegasherstellung sogar. Aber eben nicht bei ehrlicher Bilanzierung im Gesamtsystem.
Es wird noch lange dauern, bis Wärmepumpen zu jeder Stunde eines Jahres mit 100% Ökostrom betrieben werden können. Anfang 2021 erreichten Solarstrom und Wind eine ganze Woche lang zusammen nur 17% Anteil im Strommix (Quelle: energy-charts.info), und das obwohl im Schnitt des Jahres 2020 ihr Beitrag zur Stromerzeugung über 37% ausmachte. So gehört also einiger Optimismus dazu, wenigstens 50% der Stromversorgung für Wärmepumpen „frisch gepresst“ aus Photovoltaik und Windenergie zu erhalten. Die anderen 50% müssen den langen Weg über Power-to-Gas und Rückverstromung gehen, wobei nur 30% der ursprünglichen elektrischen Energie herauskommen.
Wer bei der Heizungserneuerung lediglich den Ölkessel gegen Gasbrennwerttechnik austauscht, verschenkt hohe Zuschüsse: 40% der anrechenbaren Kosten! Diese Fördergelder werden nur gezahlt, wenn dabei eine Solarthermieanlage für Warmwasserbereitung und Raumheizung entsteht, decken dann aber einen Großteil der Mehrkosten ab. Der Sonnenkollektor und die damit verbundene hocheffiziente Anlagentechnik sollten unter normalen Verhältnissen den Gasverbrauch um 40% reduzieren können.
Als dritter Weg steht auch der Anschluss an ein Wärmenetz offen, wenn ein solches vor Ort verfügbar ist oder in der Nachbarschaft organisiert werden kann. Seit Anfang 2021 gibt es abhängig vom Anteil erneuerbarer Energien in aus der Zentrale des konkreten Wärmenetzes im Normalfall wenigstens 30 Prozent, bei Austausch eines Ölkessels gegen einen Wärmenetzanschluss womöglich sogar 45 Prozent Zuschuss.
Wenn man für alle möglichen Varianten die Effizienz bezogen auf den eingesetzten Ökostrom berechnet, ergibt sich bei der Solarthermie Verblüffendes: Die Pumpe im Solarkreis braucht kaum mehr als 20 Watt und holt so mit einer Kilowattstunde elektrischer Hilfsenergie über 50 kWh Solarwärme in den Speicher. So werden aus 100% Strom über 5.000% Wärme.
Ob beim Umwandeln von überschüssigem Ökostrom in Synthesegas oder bei der Rückverstromung im Bedarfsfall, es entsteht jedes Mal Abwärme, die ohne zusätzlichen Strombedarf für Heizzwecke genutzt werden kann. So sind dekarbonisierte Wärmenetze auf Basis von Solarthermie, Abwärme und vielleicht auch mit Wärmepumpen die effizienteste Heiztechnik.
Für alle Nutzungspfade ergeben sich prozentuale Anteile der direkten und der indirekten, mehr oder weniger effizienten Nutzung von Ökostrom mit einer entsprechenden Gesamteffizienz. Um diese einfacher nachvollziehbar zu machen, habe ich sie in einer Infografik zusammengefasst:
Ergebnis: Solarthermie mit Gasbrennwertkessel schneidet kaum schlechter ab als Luft-Wasser-Wärmepumpen. Klare Gewinner sind dekarbonisierte Wärmenetze.
ist vor allem aus der Windenergiebranche bekannt und bezeichnet die Erneuerung von Energieerzeugungsanlagen am selben Standort. „Durch die rasante Entwicklung der Technologie (…) ist es in vielen Fällen rentabel, schon vor Ablauf der technischen Lebensdauer alte, kleine Anlagen durch neue, größere zu ersetzen.“ (aus: Wikipedia)
Was für die Erzeugung von Ökostrom richtig ist, kann auch guter Ansatz für Sonnenkollektoranlagen sein, die in die Jahre gekommen sind. Dazu lohnt sich ein Blick auf den Kollektor, auf den Solarspeicher und auf die Regelungstechnik.
