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.
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.
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.
Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) und die Energieeinsparverordnung (EnEV) waren in die Jahre gekommen und wurden am 1. November 2020 vom Gebäudeenergiegesetz (GEG) abgelöst.Der neue Gesetzestext hat die wesentlichen Regelungen zur Solarthermie nahezu 1:1 übernommen. Die Mindestanforderung zur Deckung des Wärme- und Kälteenergiebedarfs durch eine solarthermische Anlage bleibt bei 15 Prozent. Da der Heizwärmebedarf heutiger Neubauten aber gegenüber 2009 drastisch gesunken ist, sind diese 15 Prozent aber mit viel weniger Kollektorfläche zu schaffen, als das GEG vermuten lässt.
Für Neubauten schreibt das GEG bei Nutzung solarthermischer Anlagen einen Mindestanteil am Wärme- und Kälteenergiebedarf von mindestens 15 Prozent vor (§ 35). Um den Nachweis zu vereinfachen, macht das GEG in seinem Anhang gleich eine Vorgabe für eine entsprechende Kollektorfläche:
Der Mindestanteil gilt als erfüllt, wenn bei Wohngebäuden mit höchstens zwei Wohnungen solarthermische Anlagen mit einer Fläche von mindestens 0,04 Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche installiert und betrieben werden, bei Mehrfamilienhäusern sind es 0,03 m² Aperturfläche je Quadratmeter Gebäudenutzfläche. Mit diesen Flächenvorgaben soll es nach Wunsch des Gesetzgebers möglich sein, mit einer einfachen Warmwasser-Solaranlage (ohne Heizungunterstützung!) die Anforderung des EEWärmeG zu erfüllen.
Die Gebäudenutzfläche ergibt sich aus dem beheizten Volumen des Wohngebäudes und ist deutlich größer als die Wohnfläche. Die eigentlich als Minimallösung gedachte Anforderung des GEG führt daher zu relativ großen Kollektorflächen, bei 250 m² Gebäudenutzfläche zum Beispiel 10 m² (Apertur). Die Bruttofläche ist je nach Konstruktion nochmals größer. Mit einer solchen Dimensionierung ist sie aber viel zu groß, um nur das Duschwasser damit zu erwärmen und vielleicht sogar größer, als die Platzverhältnisse auf dem Dach zulassen. Besser als gar keine Sonnenkollektoranlage ist aber eine Kollektoranlage mit etwas kleinerer Fläche allemal. Was tun, wenn tatsächlich nur eine Warmwasser-Solaranlage auf das Dach montiert werden soll?
Die erste Möglichkeit besteht darin, verschiedene Erfüllungsoptionen des GEG miteinander zu kombinieren. Im genannten Beispiel würden 5 m² Aperturfläche das Gesetz nur zu 50% erfüllen. Weitere 50% könnten z. B. über eine verstärkte Wärmedämmung oder eine zusätzliche PV-Anlage geleistet werden.
Die zweite Möglichkeit nutzt die Tatsache, dass in den Jahren seit Bestehen des EEWärmeG der Heizwärmebedarf der Neubauten drastisch gesunken ist. Unter normalen Voraussetzungen kann eine für die Warmwasserbereitung ausgelegte Solarthermieanlage diesen im Sommer zu 100 Prozent und im ganzjährigen Schnitt zu 60 Prozent decken. Als früher der Heizwärmebedarf noch drei Viertel des Gesamtwärmebedarfs ausmachte, waren diese 60 Prozent in der Gesamtbilanz nur 15 Prozent wert. Inzwischen hat sich das Verhältnis von Warmwasser- zu Heizwärmebedarf aber von 1:3 auf (meistens) 1:1 geändert.
Nach einem ordentlichen rechnerischen Nachweis und mit einem effizienten Sonnenkollektor kann der vom GEG geforderte Mindestanteil von 15 Prozent Solarwärme also problemlos auch für eine deutlich kleinere Kollektorfläche nachgewiesen werden. Dafür eignet sich das Solarsimu-EnEV-Verfahren, mit dem auch die 50 Prozent Mindestanforderung für Solaraktivhäuser (BAFA Innovationsförderung!) gerechnet wird. Allerdings müssen Nachweise für das GEG über einen Energieberater geleistet werden.
Meine persönliche Empfehlung ist, bei der Dimensionierung der Solarthermieanlage nicht stumpf der Quadratmetervorgabe des GEG zu folgen, sondern sich an der Standard-Kollektorfläche nach DIN 4701-10 (Kollektorfläche = 0,09 m² x Gebäudenutzfläche hoch 0,8) zu orientieren.
Bei guter Südausrichtung und erst recht, wenn das Gebäude mit fossilem Erdgas oder Heizöl beheizt wird, sollte der Anteil der Solarwärme aber (deutlich über das GEG hinausgehend!) wenigstens 30 Prozent erreichen. Wie groß dafür der Kollektor sein muss, und ob die Solarwärme auch für die Heizung genutzt werden sollte, hängt von der Flächeneffizienz des Sonnenkollektors und vom Verhältnis von Warmwasser- zu Heizwärmebedarf des konkreten Projekts ab.
Nicht jeder Quadratmeter mehr, sondern jede Kilowattstunde mehr aus einer Sonnenkollektorfläche auf dem eigenen Dach ist gut für Klimaschutz und Energiewende!
Anfang 2017 scheiterte der Entwurf für ein neues Gebäudeenergiegesetz (GEG). Die Fachzeitschrift Sonne Wind & Wärme hat meinen Gastkommentar zu diesem Thema terminlich passend vor der Intersolar in München veröffentlicht. Ich hoffe, damit etwas Stoff für lebhafte und zielführende Diskussionen zu liefern.
Gastkommentar in der Sonne Wind & Wärme 05/2017
Gastkommentar im Klartext
Das hätte Anfang 2017 ein großer Moment der deutschen Energiewende- und Klimaschutzpolitik werden können! Über ein Jahr lang hatten die Fachressorts der Bundesregierung darauf hingearbeitet, aus den drei Regelwerken Energieeinsparverordnung (EnEV), Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEWärmeG) und Energieeinsparungsgesetz (EnEG) zusammenfassend einen einheitlichen Rechtsrahmen zu schaffen: das Gebäudeenergiegesetz (GEG). Am 23. Januar ging der 146 Seiten umfassende Referentenentwurf des GEG an die Fachverbände. Der Anhörungstermin am 31. Januar schien nur noch eine Formalität vor der geplanten Verabschiedung des Gesetzes Mitte Februar.
In der äußerst kurzfristig bemessenen Beteiligungsphase jedoch hagelte es Kritik von den Fachverbänden: dieser Gesetzentwurf würde die Energiewende im Wärmesektor nicht voranbringen! Schließlich wandten sich auch noch acht eher konventionell eingestellte Wirtschafts- und Energiepolitiker mit fundamentaler Kritik gegen den GEG-Entwurf. So kam das Gesetzgebungsverfahren nicht zum Abschluss und verzögert sich nun bis nach der Bundestagswahl. Als ob wir noch viel Zeit im Klimaschutz hätten.
Gescheitert ist der Fortschritt, den das GEG für der Wärmewende bringen soll, aber nicht am Widerspruch, sondern durch den ohne Ambitionen verfassten Entwurf. Außer etwas strengeren Energiestandards für Nichtwohngebäude der öffentlichen Hand und der Vorgabe, auch Wohngebäude mit dem Monatsbilanzverfahren der DIN 18599 rechnen zu müssen, hätte sich nicht viel geändert. Dabei ist Gesetzgebung wie Software: fehlende Updates schaffen Probleme.
So ist es ein Anachronismus, dass im GEG Entwurf der Abschnitt zur Nutzung solarer Strahlungsenergie einfach aus dem EEWärmeG übernommen wurde. Eine Mindestanforderung nach Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Gebäude-Nutzfläche ist aber fachlich überholt, weil aktuelle Solar Keymark Zertifikate nach EN ISO 9806:2013 erstellt werden und nur noch die Bruttofläche des Sonnenkollektors nennen. Wieviel Netto vom Brutto bleibt, ist bei manchen Kollektoren überhaupt nicht mehr verlässlich zu erfahren.
Wirklich zielführend ist hingegen der Vorschlag der Initiative Sonnenheizung, die Mindestanforderung an die Solarthermie mit dem von der Effizienz des Kollektors abhängigen Kollektorjahresertrag zu verknüpfen. Dieser kWh-Wert steht zertifiziert in jedem aktuellen Solar Keymark Bericht. Das GEG sollte wie die ertragsabhängige Innovationsförderung im Marktanreizprogramm des BAFA wirkungsgradstarke Kollektoren belohnen. Mit einer effizienteren und dabei kleineren Kollektorfläche bleibt mehr vom Dach frei für die ebenfalls wichtige Solarstromerzeugung.
Die wird im GEG-Entwurf aber deutlich unterbewertet: Wenn von den rund 1.000 Kilowattstunden, die Photovoltaik pro Kilowatt Nennleistung jährlich liefern kann, nur 150 kWh auf den Endenergiebedarf (Strom) angerechnet werden, bzw. mit Stromspeicher 200 kWh: was ist dann mit den übrigen 800 kWh? Wenn diese naturgemäß zeitgenau von den Solarkreispumpen der Kollektoranlagen genutzt werden, warum wird dann deren elektrische Hilfsenergie mit dem vollen Primärenergiefaktor 1,8 bewertet? Und wieso muss Strom aus erneuerbaren Energien „im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang zu dem Gebäude erzeugt“ werden? Auch ökologische Ausgleichsflächen werden üblicherweise nicht auf dem Dach eines Neubaus angelegt. PV-Quartierslösungen mit entsprechend großvolumigem Stromspeicher wären in einem zukunftsorientierten GEG mit Sicherheit jährlich 300 kWh und mehr wert und würden auch die Flächenkonkurrenz zur Solarthermie entschärfen.
Viel wichtiger als die unmittelbare räumliche Nähe zu den Verbrauchern ist beim Ökostrom, dass deren Verbrauch zeitlich zur Erzeugungsleistung passt. Denn jede Zwischenspeicherung von Strom hat wenigstens 15% Verlust, über Power-to-Gas und Wiederverstromung gehen sogar über zwei Drittel verloren. Das GEG wird die monatliche Bilanzierung des Energiebedarfs fordern. Da wäre es nur konsequent, auch den Primärenergiefaktor für Strom monatsweise anzusetzen, zwischen 0,7 in den Sommermonaten und 2,6 im Winter.
Die Politik steht bei der Energiewende-Gesetzgebung auf dem Schlauch. Das muss sich ändern! Aber unabhängig davon lässt sich schon jetzt die Solarthermie als Schlüsseltechnologie nutzen, um schnell und wirksam mit der Energiewende und dem Klimaschutz voran zu kommen, ohne das Stromnetz zusätzlich zu belasten.
