Alternative Heiztechnik Heizen mit Eis - und acht weitere scheinbar irre Ideen

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Erdwärmepumpen: Heizkraft aus der Erde

Foto: Bundesverband Wärmepumpe (BWP)

Bald beginnt die warme Jahreszeit. Nein, nicht nur auf der Südhalbkugel. Auch in nördlichen Gefilden ist der Februar der wärmste Monat des Jahres, der August der kälteste - wenn man nur etwa acht Meter tief unter die Erdoberfläche schaut. Der Grund dafür ist, dass die von der Sonne gesandte Wärmeenergie Zeit braucht, sich durch die dichten Erdschichten zu verbreiten. Die Solarenergie im Winter aus dem Boden zu holen, ist das Grundprinzip von Erdwärmepumpen - im Gegensatz zur Geothermie mit noch höheren Temperaturen aus dem Erdinneren, wofür man aber deutlich tiefer bohren muss, außer an vulkanischen Orten wie Island.

Eine Umgebungswärme von um die 10 Grad Celsius reicht schon aus, um mithilfe einer strombetriebenen Pumpe (und Verdichter) einen Wärmestrom über einen Gaskreislauf zu schicken und damit ein Haus zu heizen. Technisch gleicht das Prinzip einem Kühlschrank, nur dass Wärme nach innen abgegeben wird statt nach außen.

Anstelle der in die Tiefe gebohrten Erdsonden lassen sich auch Kollektoren verwenden, die nur ein bis zwei Meter unter der Oberfläche liegen. Auch dort ist es im Winter warm genug, wenn man nur genug Kollektoren verwendet. Das braucht Fläche, laut Hersteller Stiebel Eltron etwa zwei- bis dreimal so viel wie die zu beheizende Wohnfläche.

So verrückt die Idee klingt, inzwischen holt ein Großteil der Neubauten die Sonnenkraft zum Heizen aus der Tiefe, anstatt Gas, Öl oder Kohle zu verfeuern. Sogar Megaprojekte wie der 555 Meter hohe Wolkenkratzer Lotte Tower im südkoreanischen Seoul bauen auf Erdwärmepumpen. Und die sind noch die konventionellere Variante der neuen Heiztechnik, wie unsere weiteren Beispiele zeigen:

Heizen mit Brunnenwasser

Grundwasser als Wärmequelle: Gebäude des Outdoor-Ausrüsters Mammut im Allgäu

Grundwasser als Wärmequelle: Gebäude des Outdoor-Ausrüsters Mammut im Allgäu

Foto: Photopress / Mammut

Besonders viel Wärme können Erdwärmepumpen aus Grundwasser führenden Böden entziehen. Und statt der Erde lässt sich auch das Wasser selbst als Wärmequelle nutzen.

Der Schweizer Kletterseilhersteller und Outdoor-Ausrüster Mammut beispielsweise hat 60 Meter tiefe Brunnen bohren lassen, um sein europäisches Logistikzentrum im Allgäu-Ort Wolfertschwenden zu beheizen. Darin sind sogenannte Wärmetauscher untergebracht, die das wärmende Wasser von der in Rohren laufenden Sole trennen, aber die Wärme durchlassen.

Für eine Vorlauftemperatur von 50 Grad reicht die Leistung der Pumpe - zum Glück müssen nicht die ganzen 150.000 Kubikmeter Lagerraum beheizt werden, sondern hauptsächlich Büros, Versand und Showroom.

Heizen mit Luft

Die Umgebung ist warm genug: Luftbeheiztes Logistikzentrum des Baumaschinenhändlers Kiesel

Die Umgebung ist warm genug: Luftbeheiztes Logistikzentrum des Baumaschinenhändlers Kiesel

Foto: Viessmann

Selbst ganz gewöhnliche Außenluft (beziehungsweise die darin gespeicherte Sonnenenergie) kann noch die Heizung antreiben - und das sogar bei Frost, nach manchen Angaben bis zu minus 20 Grad. Es kommt nur darauf an, dass beim Verdichten und Ausdehnen des in den Leitungen enthaltenen Gases ein Wärmestrom ausgelöst wird. Das heißt, die Luft wird noch weiter abgekühlt und die Differenz landet als Wärmequelle im Haus.

Das ist allerdings weitaus weniger effizient als die Alternative, schon von vornherein einigermaßen warme Quellen zu nutzen. Die Wärmepumpe verbraucht mehr Strom, um die gleiche Heizleistung zu erreichen - und das kann den wirtschaftlichen Vorteil ebenso zunichte machen wie den Beitrag zum Klimaschutz.

Der große Vorteil liegt darin, dass die Technik billig einzubauen ist, weil keine Bohrungen nötig sind. Deshalb montieren auch manche Eigenheimbauer Kästen an die Wand oder in den Garten, die Luft zum Heizen ansaugen. Aber auch für manche Gewerbebetriebe bietet sich das als ökonomische Lösung an. Viessmann nennt als Referenz ein 10.000 Quadratmeter großes Logistikzentrum des Baumaschinenhändlers Kiesel in Stockstadt - die Wärmepumpenanlage sei "eine der wenigen dieser Größenordnung, die mit Luft als Wärmequelle arbeitet". Dabei helfen die milden Temperaturen in der südhessischen Rheinebene.

Heizen mit Abwasser

Rathaus Fürth: Angenehme Wärme aus der Kanalisation

Rathaus Fürth: Angenehme Wärme aus der Kanalisation

Foto: imago

Die fränkische Großstadt Fürth ist stolz auf ihr malerisches Rathaus - und darauf, dass der Bau seit 2011 mit Abwasser beheizt wird. Der örtliche Versorger macht sich den Vorteil zunutze, dass direkt darunter ein Hauptkanal verläuft, durch den mindestens 150 Liter in der Stunde fließen, mit einer annähernd konstanten Wärme von rund 12 Grad - wie wir wissen, genug für den Betrieb einer Wärmepumpe. In diesem Fall läuft durch den Heizkreislauf Wasser statt einer gashaltigen Sole.

Unangenehme Gerüche und Schmutz bleiben dank der schon von der Grundwasserwärmepumpe bekannten geschlossenen Systeme eines Wärmetauschers draußen.

Heizen mit Abwasser wirkt abseitig, und ist tatsächlich nur an besonderen Orten möglich. Der schwäbische Tüftler Helmut Uhrig hat es sich trotzdem zur Mission gemacht, die Technik zu verbreiten. In Frankfurt plant er ein Großprojekt mit 700 Kilowatt Heiz- und 500 Kilowatt Kühlleistung. Und sogar für den feinen Elysée-Palast des französischen Präsidenten hat er die nahe Kanalisation angebohrt.

Heizen mit Meerwasser

Geschütztes Idyll: Das Herrenhaus Plas Newydd mit Meerwasser-Heizung

Geschütztes Idyll: Das Herrenhaus Plas Newydd mit Meerwasser-Heizung

Foto: Stiebel Eltron

Noch exotischer ist der Betrieb einer Wärmepumpe mit Meerwasser - aber laut Stiebel Eltron war das genau die richtige Lösung für ein Prestigeprojekt, das Herrenhaus Plas Newydd an der walisischen Küste alternativ zu beheizen.

Das Pumpenhaus durfte weder den Blick auf den Prachtbau noch die Meereslandschaft beschädigen. Aber seit 2014 wird das Kulturdenkmal mit der Kraft aus dem Meer beheizt, dadurch vor Feuchtigkeit geschützt - und der staatliche Eigner National Trust ist seinen bisher größten Ölverbraucher los.

Heizen mit Eis

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Heizen mit Eis: So funktioniert ein Eisspeicher

Foto: Viessmann

Denkbar am weitesten von gängigen Vorstellungen über Heizungen entfernt sind Eisspeicher. Das sind Anlagen, die - genau - einen Eisblock zum Heizen verwenden. Das Zauberwort heißt Kristallisationsenergie. Die wird frei, wenn Wasser zu Eis gefriert - was passiert, während die Wärmepumpe dem in einem Betonbehälter gefangenen Eiskörper Wärme entzieht. Am Ende der Heizperiode gebildetes Eis kann dann wiederum im Sommer genutzt werden, um das Gebäude zu kühlen.

Solche Eisspeicher finden inzwischen in mehreren großen Wohnanlagen und auch manchen Firmengebäuden Verwendung. Zu den größten zählt mit 685 Kubikmetern Fassungsvermögen der Speicher unter der neu gebauten Firmenzentrale des Fertighausbauers Kampa in Aalen.

Das 22 Meter hohe Haus, das auch ein Ausstellungszentrum beherbergt, darf sich zugleich "Europas höchstes Gebäude aus Holz" nennen. Neben dem Eisspeicher wird auch ein Luft-Absorber als Wärmequelle genutzt. Und der Strom für die Wärmepumpe kommt von eigenen Solarzellen. Man erreiche eine komfortable Vorlauftemperatur von 65 Grad und habe "praktisch keine Energiekosten", freut sich Kampa-Geschäftsführer Josef Haas.

Heizen mit Computern

Nautische Zentrale Hamburg: Die Abwärme des Rechenzentrums (l.) hilft über einen Eisspeicher, das alte Lotsenhaus (r.) zu beheizen

Nautische Zentrale Hamburg: Die Abwärme des Rechenzentrums (l.) hilft über einen Eisspeicher, das alte Lotsenhaus (r.) zu beheizen

Foto: imago/Winfried Rothermel

Einen Eisspeicher beherbergt inzwischen auch die Nautische Zentrale im Hamburger Hafen. Dort spielt er seinen Vorteil im Zusammenspiel mit einer besonderen Wärmequelle aus, die in zahlreichen Bürogebäuden zu finden ist: der Abwärme von Rechnern, die sich im flachen Neubau versammeln. Nebenan steht das alte, denkmalgeschützte Lotsenhaus Seemannshöft, dessen Backsteinfassade nicht durch Dämmung verunstaltet werden sollte.

Das eine Gebäude muss permanent gekühlt werden, das andere hat im Winter hohen Heizbedarf - und der Eisspeicher verbindet beide Bedürfnisse. "Wir nutzen Wärme als Wärme", erklärt der Planer Bernd Schwarzfeld in einem Video  für den Bundesverband Wärmepumpe. Das klingt schon nicht mehr so verrückt.

Die Wärmepumpe ist aber bei weitem nicht alles, was die alternative Heiztechnik zu bieten hat:

Heizen mit Wasserstoff

Bisher noch das Werk von Pionieren: Eine der bereits marktgängigen Brennstoffzellenheizungen

Bisher noch das Werk von Pionieren: Eine der bereits marktgängigen Brennstoffzellenheizungen

Foto: Elcore

"Mirai", japanisch für "Zukunft", hat Toyota sein von einer Brennstoffzelle angetriebenes Auto genannt. Als Ding der Zukunft gilt die Technik, aus gespeichertem Wasserstoff Strom zu erzeugen, auch für Heizungen (in Japan aber längst verbreitet).

Seit August gibt es Zuschüsse der KfW für solche Aggregate. Das soll dem bisher von wenigen Anbietern mit geringen Stückzahlen geprägten Markt zum Durchbruch verhelfen - und inzwischen erweitern auch die großen Hersteller ihr Angebot entsprechend.

Als Energiequelle dient in der Regel herkömmliches Erdgas aus dem Netz, das dann in Wasserstoff umgewandelt wird, um in der Brennstoffzelle Strom zu erzeugen und zugleich Wasser zu erhitzen - die Kraft-Wärme-Kopplung, ein altbekanntes Wunderwort der Energieeffizienz.

Eine ähnliche Wirkung haben Blockheizkraftwerke, die in der Regel ebenfalls mit Gas betrieben werden und hier und da in die Keller eingezogen sind. Vor Jahren startete Volkswagen  unter dem Namen Zuhause-Kraftwerk ein Großprojekt mit dem Ökostromanbieter Lichtblick, um eine klimafreundliche weitere Verwendung für seine Motoren zu verwenden. Die Allianz scheiterte - beflügelte aber immerhin die weitere Entwicklung der dezentralen, vernetzten Energieversorgung.

Heizen mit Holz

Sorgt auch für warmes Wasser: Holzpelletheizung

Sorgt auch für warmes Wasser: Holzpelletheizung

Foto: imago/MiS

Gar nicht so alternativ klingt auf den ersten Blick die Idee, Holz zu verheizen. Mit Holzschnitzeln betriebene Pelletöfen machen aber immerhin gut 5 Prozent der Heizsysteme in Neubauten aus und sind damit die zweitwichtigste Alternative nach den verschiedenen Wärmepumpen mit 23 Prozent Marktanteil (Erdgasthermen dominieren mit knapp der Hälfte aller Neubauten).

Alternativ sind die Apparate insofern, als sie eine vergleichsweise geringe Menge CO2 freisetzen (verglichen vor allem mit Öl- oder Gasheizungen, aber beim deutschen Strommix ist der elektrische Energieanteil noch klimaschädlicher - je nach Wirkungsgrad kann also auch die Wärmepumpe die Ökobilanz verschlechtern).

Und die Klimabilanz wird neutral, wenn man gegenrechnet, dass die zu Pellets verarbeiteten Bäume die gleiche Menge CO2 zuvor aus der Atmosphäre gebunden hatten.

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