Energieträger für Heizungen

Was sind Energieträger?

Im engeren Sinn bezeichnet der Begriff "Energieträger" alle Quellen beziehungsweise Stoffe, die Energie in mechanischer, thermischer, chemischer oder physikalischer Form speichern. Sie besitzen einen für Energieumwandlungsprozesse nutzbaren Energiegehalt und eignen sich daher für die Energiegewinnung und den Energietransport. Hinsichtlich ihrer Energiedichte, ihrer Transport- und Lagerfähigkeit sowie ihres Wirkungsgrads unterscheiden sich die verschiedenen Energieträger jedoch sehr stark voneinander.

Im erweiterten beziehungsweise politischen Sprachgebrauch werden unter Energieträgern auch Energiequellen verstanden. Diese eignen sich zwar zur Energiegewinnung, stellen im originären Sinn aber keine Energieträger dar. Beispiele dafür sind etwa die Solarenergie, Wasserkraft und Geothermie.

Primär- und Sekundärenergieträger

Aus Energieträgern lässt sich direkt oder durch Umwandlung Energie gewinnen. Im ersten Fall ist von Primärenergieträgern die Rede. Diese kommen in der Natur in unmittelbar verwertbarer Form vor und lassen sich wie folgt kategorisieren:

• Fossile Energieträger, etwa Erdöl und Kohle
• Nukleare Energieträger, unter anderem Uran und Plutonium
• Regenerative Energieträger, beispielsweise Sonnenlicht und Biomasse

Sekundärenergieträger entstehen dagegen aus der Umwandlung von Primärenergieträgern. Die Herstellungsverfahren fallen jedoch unterschiedlich komplex aus. Dieser Kategorie lassen sich unter anderem folgende Energieträger-Beispiele zurechnen:

• Kraftstoffe und Mineralölprodukte
• Grüner Wasserstoff
• Aus Biomasse gewonnenes Ethanol
• Elektrische Energie

Energieträger im Vergleich

Die Energieversorgung der Zukunft soll ausschließlich durch regenerative Quellen sichergestellt werden. Dabei handelt es sich um Energiequellen, die quasi unerschöpflich zur Verfügung stehen beziehungsweise sich verhältnismäßig zügig erneuern. Fossile Energieträger sind dagegen endlich und ziehen deutlich mehr CO2-Emissionen nach sich.

Grundsätzlich bringt jedoch jede Form der Energieversorgung Vor- und Nachteile mit sich. Neben den bei der Herstellung und Nutzung anfallenden Emissionen sind in diesem Zusammenhang auch die räumliche und zeitliche Verfügbarkeit sowie der Flächenbedarf von Bedeutung. Die nachfolgende Übersicht fasst die charakteristischen Merkmale häufig genutzter Energieträger zusammen:

Nukleare und fossile Energieträger:

• Kernenergie: Das als Brennstoff genutzte Uran besitzt eine extrem hohe Energiedichte. Kernkraftwerke ermöglichen eine hohe und günstige Stromproduktion auf extrem kleiner Fläche. Außerdem weist Atomstrom eine gute CO2-Bilanz auf. Von Nachteil sind vor allem das nicht vermeidbare Restrisiko schwerer Atomkatastrophen und der bei der Stromerzeugung entstehende Atommüll. Dies ist auch der Grund, weshalb sich die Bundesregierung im Jahr 2011 dazu entschloss, aus der Atomkraft auszusteigen. Die letzten deutschen Kernkraftwerke wurden im April 2023 abgeschaltet.
• Kohle: Dieser Energieträger kann sowohl für die Strom- als auch Wärmeerzeugung genutzt werden. Es existieren weltweit sehr große Kohlevorkommen und der Transport sowie die Lagerung gestalten sich unproblematisch. Kohle auch zukünftig als Energieträger zu verwenden, lässt sich aufgrund der schlechten Umweltbilanz jedoch nicht mit den Klimazielen Deutschlands vereinbaren. Daher plant die Bundesrepublik, den Kohleausstieg bis 2030 zu vollziehen.
• Erdöl: Das mitunter auch als "schwarzes Gold" bezeichnete Öl hat nicht nur eine sehr hohe Energiedichte. Erdöl lässt sich auch gut speichern und variabel einsetzen – als Kraftstoff ebenso wie zur Wärme- und Stromproduktion. Allerdings ist Mineralöl eine fossile und endliche Ressource, dessen Förderung immer aufwendiger wird. Außerdem entsteht durch die Verbrennung von Erdöl viel CO2.
• Erdgas: Von allen fossilen Energieträgern weist Erdgas den niedrigsten CO2-Ausstoß auf, denn es verbrennt vergleichsweise emissionsarm. Bei der Förderung wird jedoch klimarelevantes Methan freigesetzt. Der Energieträger Gas punktet wie Erdöl mit vielseitigen Verwendungsmöglichkeiten, ist jedoch wie dieses nicht unbegrenzt verfügbar. Wie bei Öl erweist sich auch hier die Importabhängigkeit als großer Nachteil.

Erneuerbare Energieträger:

• Solarenergie: Mithilfe des Sonnenlichts können Strom und Wärme erzeugt werden. Solarenergie hat eine gute CO2-Bilanz und steht unbegrenzt zur Verfügung. Da die Sonne nicht immer scheint, schwankt die Energieproduktion allerdings sehr stark. Was sich außerdem als Nachteil erweist: Im Winter – wenn der Energiebedarf am höchsten ist – fällt die Wärme- und Stromproduktion deutlich geringer aus als im Sommer.
• Windkraft: Auf Windenergie zurückzugreifen, ermöglicht eine kostengünstige Stromproduktion, die im Anlagenbetrieb keine Schadstoffemissionen verursacht. Insbesondere auf dem Meer bietet Windkraft ein hohes ungenutztes Potential. Doch auch die Nutzung von Windenergie geht mit einer stark schwankenden Stromproduktion einher. Da der Strom an verbrauchsarmen Standorten erzeugt wird, muss das Stromnetz zudem entsprechend ausgebaut werden.
• Wasserkraft: Wasserkraftwerke verursachen im Betrieb ebenfalls keine Schadstoffemissionen. Wasserkraft steht kontinuierlich zur Verfügung (Laufwasserkraftwerke), lässt sich aber auch sehr gut speichern (Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke). Wasserkraft hat einen hohen Wirkungsgrad, sehr geringe Betriebskosten und eine exzellente CO2-Bilanz. Allerdings stören die Energieerzeugungsanlagen die Gewässerökologie und bedingen teilweise enorme Landschaftseingriffe.
• Biomasse: Aus diesem erneuerbaren Energieträger können Wärme, Strom oder Kraftstoffe entstehen. Energie aus Biomasse gestattet eine regionale Wertschöpfung und ist selbst in großen Mengen gut speicherbar. Werden keine Abfall- und Reststoffe genutzt, besteht jedoch die Gefahr, dass die intensivierte Land- und Forstwirtschaft die Umwelt belastet – insbesondere bei Monokulturen.
• Erdwärme: Geothermie ist grundlastfähig und ein hierzulande verfügbarer Energieträger, mit dem unabhängig von den Witterungsbedingungen und der Tageszeit Strom sowie Wärme produziert werden können. Doch während sich Erdwärme oberflächennah nur begrenzt nutzen lässt, zieht die tiefe Geothermie aufgrund der hohen Bohrtiefen sehr hohe Erschließungskosten nach sich.

Energieträger in Deutschland

Der sogenannte Primärenergieverbrauch erfasst den Energiegehalt aller in Deutschland eingesetzten Energieträger. Die Variable berücksichtigt sowohl die direkt genutzten Primärenergieträger als auch die umgewandelten Sekundärenergieträger. Seit den 1990ern ist der Primärenergieverbrauch rückläufig. Bis auf Erdgas hat der Anteil aller konventionellen Primärenergieträger seitdem abgenommen. Die Bedeutung erneuerbarer Energien steigt dagegen kontinuierlich an.

Im Jahr 2022 lag der Primärenergieverbrauch Deutschlands bei knapp 11.800 Petajoule. Mit 35,3 Prozent beziehungsweise 4.156 Petajoule hatte Mineralöl den größten Anteil am deutschen Energiemix. Regenerative Energien kamen lediglich auf 17,2 Prozent beziehungsweise 2.023 Petajoule, womit sie sich noch hinter Erdgas (23,7 Prozent beziehungsweise 2.790 Petajoule) und Kohle (19,8 Prozent beziehungsweise 2.330 Petajoule) einordnen.

Deutschlands Klimaziele

Die Bundesregierung hat am 24. Juni 2021 ein neues Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG) beschlossen, das strengere Klimaziele vorsieht. Das Treibhausgasminderungsziel für 2030 liegt nun bei minus 65 Prozent gegenüber dem Referenzwert von 1990. Bis 2040 sollen die Treibhausgase um 88 Prozent reduziert werden und bis 2045 will Deutschland die vollständige Treibhausgasneutralität erreichen.

Um diese anspruchsvollen Ziele in die Tat umzusetzen, führt die Regierung ein neues Gebäudeenergiegesetz (GEG) ein. Mit diesem Gesetz müssen Heizungen zunehmend durch regenarative Energien betrieben werden.

Energieträger für die Heizung

Geht es ums Heizen, kommen in Deutschland nach wie vor insbesondere die Energieträger Gas und Öl zum Einsatz. Rund 20 Millionen Haushalte heizen mit Erdgas und circa zehn Millionen Haushalte mit Heizöl. Es gibt aber noch zahlreiche weitere Energieträger, die ihr Haus warmhalten können.

Gas als Energieträger zum Heizen nutzen

Unter den Energieträgern für die Heizung ist Gas weiterhin der Klassiker. In Verbindung mit Brennwerttechnik besitzen Gasheizungen einen hohen Wirkungsgrad. Allerdings stammt Erdgas teilweise aus unsicheren Weltregionen wie Russland oder wird durch umweltschädliches Fracking gefördert. Um das Klimaproblem zu lösen, muss langfristig auch Erdgas durch erneuerbare Energieträger ersetzt werden.

Was ebenfalls gegen den Energieträger Gas spricht: Die Preise für Endverbraucherinnen und -verbraucher haben sich aufgrund der Inflation und der Ukraine-Invasion Russlands 2022 deutlich erhöht, mitunter sogar vervielfacht. Als weiterer Preistreiber erweist sich die CO2-Steuer, die in den nächsten Jahren weiter ansteigen wird.

Aktuelle Gaspreisentwicklung

Heizöl als Energieträger verwenden

Aus Klimaschutzaspekten ist Heizöl sehr problematisch, denn es gibt kaum einen Energieträger, der beim Heizen höhere Kohlendioxid-Emissionen verursacht. Daher sind konventionelle Ölheizungen ein Auslaufmodell. Aufgrund der CO2-Steuer werden die Preise für Heizöl in den nächsten Jahren steigen, wodurch sich entsprechende Heizungsanlagen auf lange Sicht nicht mehr wirtschaftlich betreiben lassen.

Mit Holz heizen

Holz zählt zu den erneuerbaren Energieträgern, da beim Verbrennen nur so viel Kohlendioxid freigesetzt wird, wie der Baum der Atmosphäre in seiner Wachstumsphase entnommen hat. Da Pellets, Hackschnitzel und Stückholz von fossil-angetriebenen Maschinen bearbeitet und transportiert werden, ist auch Holz nicht komplett CO2-frei.

Der Heizwert von Holz beträgt ca. fünf Kilowattstunden je Kilogramm. Damit entsprechen zwei Kilogramm Pellets dem Energiegehalt eines Liters Heizöl. Um 1.000 Liter Öl zu ersetzen, werden 3 Kubikmeter Pellets benötigt. Mit Holzpellets lassen sich vollautomatische Heizungen realisieren, die denselben Komfort wie moderne Öl- beziehungsweise Gaszentralheizungen bieten.

Heizen mit dem Energieträger Strom

Kommt noch eine Nachtspeicherheizung zum Einsatz, ist der Energieträger Strom mit den höchsten CO2-Emissionen verbunden. Dieser Umstand lässt sich darauf zurückführen, dass immer noch rund 30 Prozent des hierzulande eingespeisten Stroms aus Kohlekraftwerken stammt. Daher produziert eine reine Elektroheizung bei gleicher Wärmeleistung deutlich mehr CO2 als eine Erdgasheizung. Mit steigendem Anteil der Erneuerbaren wird der Energieträger jedoch sauberer.

Wesentlich günstiger sieht die Bilanz dagegen aus, wenn mit Hilfe einer Wärmepumpe aus einer Kilowattstunde Strom drei bis vier Kilowattstunden Nutzwärme hergestellt werden. Findet grüner Strom – beispielsweise von einer PV-Anlage auf dem Dach – Verwendung, fällt die Ökobilanz noch einmal deutlich besser aus.

Solarthermie: Die Heizung mit Sonnenenergie betreiben

Eine Solarthermieanlage wandelt die kostenlos zur Verfügung stehende Energie der Sonne in Wärme um, die sich zum Heizen und/oder zum Erhitzen des Brauchwassers verwenden lässt. Mit modernen Anlagen funktioniert das sogar bei Bewölkung. Solarthermie als Energieträger im eigenen Haus zu nutzen, hat jedoch auch einen Nachteil: Für gewöhnlich deckt eine thermische Solaranlage den Wärmebedarf nicht komplett, weshalb es notwendig ist, sie mit einem weiteren Heizsystem zu kombinieren. Dazu eignet sich beispielsweise eine Wärmepumpe, ein Brennwertkessel oder eine Pelletheizung.