Erdgas für Haus und Auto Vorteile für die Umwelt - ASUE
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Erdgas für Haus und Auto
Vorteile für die Umwelt
1
Impressum Vo r w o r t
Herausgeber: Der Energieverbrauch steigt weltweit
deutlich an. Damit verbunden sind eine
ASUE Verknappung der Energieressourcen
Arbeitsgemeinschaft für und ein Anstieg der Luftschadstoff-
sparsamen und umweltfreundlichen und Treibhausgasemissionen. Wie
Energieverbrauch e.V. entwickelt sich der Energieverbrauch
Bismarckstraße 16 in der Welt und in Deutschland? Welche In Wohngebäuden ist Erdgas für das
67655 Kaiserslautern Möglichkeiten gibt es, die Emission Beheizen und die Bereitung von war-
Telefon: 06 31/3 60 90 70 von Treibhausgasen einzudämmen? mem Wasser die richtige Energie. Mo-
E-Mail: info@asue.de derne Heizkesseltechnologie wie die
Internet: www.asue.de Erdgas spielt in der umweltbewussten Brennwerttechnik steigern die Energie-
Energieversorgung eine Schlüsselrolle: effizienz weiter. Seit 1. November 2004
Bearbeitung: • Erdgas reduziert bereits heute müssen alle in Deutschland installierten
ASUE-Arbeitskreis nachweisbar große Mengen an Heizungsanlagen die Anforderungen
„Erdgas und Umwelt“, Emissionen und Staub, weil es der 1. Bundesimmissionsschutzverord-
insbesondere: Kohle, Holz und Öl in vielen nung (1. BImSchV) erfüllen. Ziel ist,
Ludwig Alt, Nürnberg Anwendungen ersetzt. Energieverluste und Schadstoffausstoß
Cornelia Benesch, Augsburg • Für die Zukunft ermöglicht Erdgas bei der Erzeugung von Raumwärme zu
Thomas Bruder, Stuttgart neue hocheffiziente Energiean- reduzieren. Dabei hilft Erdgas. Auch als
Fritz Guther, München wendungen. Kraftstoff gewinnt Erdgas immer mehr
Dr. Hartmut Hechler, München • Erdgas bereitet mittelfristig den an Bedeutung. Niedrigere Verbrauchs-
Dr. Arnd Hergarten, Essen Weg für eine zukünftige Wasser- kosten, geringere Umweltbelastung und
Bernd Utesch, Kaiserslautern stoffwirtschaft. ein dichter werdendes Tankstellennetz
Marion Wöhrl, Augsburg führen dazu, dass sich mehr Fahrer für
Viele überzeugende Argumente spre- ein Erdgasauto entscheiden.
Konzept und Gestaltung: chen für den Umweltvorteil von Erdgas.
Kristina Weddeling, Essen Erdgas ist von den fossilen Energieträ- Die vorliegende Broschüre „Erdgas für
Olaf Eybe, Essen gern der umweltschonendste. Es bietet Haus und Auto – Vorteile für die Um-
Jürgen Kahlert, Essen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten welt“ möchte die zahlreichen Umwelt-
unter anderem zum Heizen, Kühlen, vorteile von Erdgas verständlich aufzei-
Ver trieb: Warmwasser bereiten, Kochen, Wäsche- gen. Die Fragenpalette, die Nutzer heute
Verlag Rationeller Erdgaseinsatz trocknen, Strom erzeugen und Auto stellen, ist sehr breit. Deshalb versucht
Postfach 25 47 fahren. die Broschüre einen weiten Bogen zu
67613 Kaiserslautern spannen und viele Antworten zu liefern.
Telefax: 06 31/3 60 90 71
Es hat sich bewährt, die Grafiken und
Erdgas für Haus und Auto Texte von ASUE-Broschüren auch im
Best.-Nr. 07 11 05 Internet anzubieten. Diesen Service
Schutzgebühr: 2,00 € leisten wir auch bei der vorliegenden
Broschüre, die in erster Linie für Ener-
gieberater und das Fachhandwerk,
aber auch für alle anderen Interessier-
ten konzipiert ist.
Ihre ASUE
2
Inhalt
Hinweis:
Energie und Klimaschutz 4
Sie finden die Broschüre im
Internet unter: www.asue.de Energienachfrage in der Welt 4
Rubrik: Umwelt- und Klimaschutz Deutschland: Energiebedarf auf hohem Niveau 5
Hier können Sie auch alle
Der zusätzliche Treibhauseffekt 4
Grafiken für eigene Veröffent-
lichungen, Vorträge oder Presse- Die Klimaschutzziele von Kyoto 6
mitteilungen herunterladen. Die Kohlendioxid im Blickfeld 7
dort angegebene Auflösung Primärenergie oder Sekundärenergie? 8
reicht für Printmedien in der
Transport von Energie 9
Regel aus. Wenn Sie Grafiken
z. B. für Poster in einer höheren Bevorratung von Energie 9
Auflösung benötigen, rufen Sie
bitte bei der ASUE (Telefon
Emissionen von Energieträgern 10
0631/3609070) an, wir stellen
Ihnen die notwendigen Vorlagen Der ideale Energieträger 10
gerne zur Verfügung. Ruß, Staub und Feinstaub 11
Stickstoffoxid 12
Methan 12
Ökoeffizienzanalyse 13
Erdgas für das Haus 14
Energieverbrauch in Deutschland 14
Energieverbrauch im Haus 14
Erdgas – die beliebteste Energie
für die Wärme im Haus 15
Warmwasser bereitstellen 16
Erdgas-Brennwerttechnik 16
Erdgas-Haushaltsgeräte 17
Modernisierung rechnet sich 19
Energiesparen: Effizienteste Maßnahmen 20
Erdgas und Solar 20
Erdgas und Biomasse 23
Erdgas und Umweltwärme 23
Kraft-Wärme-Kopplung 23
Die Stromerzeugende Heizung 24
Gaswärmepumpen / Gasklimageräte 25
Erdgas für das Auto 26
Erdgas: Vorräte und Reichweite 30
3
1
Energie und Klimaschutz
E n e r g i e n a c h f r a g e i n d e r We l t
Energiebedarf
Global betrachtet nimmt der Energieverbrauch dramatisch Insbesondere der Energiebedarf von China und Indien steigt
zu. Hält das vorausgesagte Wirtschafts- und Bevölkerungs- stark. Den Großteil des weltweiten Energiebedarfs werden
wachstum an, wird der weltweite Energieverbrauch gegen- auch 2020 die fossilen Energieträger (Kohle, Erdgas, Öl) decken.
über 2000 um 40 Prozent bis zum Jahr 2020 zunehmen. Den erneuerbaren Energien sagt die Studie hohe Zuwachs-
Zu diesem Ergebnis kommt die Esso-Energieprognose 2003. raten voraus, allerdings noch auf einem vergleichsweise
niedrigen Niveau.
Grafik 1
Weltenergiebedarf in Millionen Tonnen Öläquivalent [OE]
Energiebedarf gesamt Sonstige Energieträger Wind und Solar
Wachstumsrate in % Wachstumsrate in % Wachstumsrate in %
1980–2000 2000–2020 1980–2000 1980–2020
15.000 2.500 60
Wind und Solar
Sonstige
12.500
2.000
1,1 45
10.000 Kohle
1,5 1.500
3,1 14 Wind
7.500 1,0 Biomasse 30
Erdgas
1,3 2,4 1.000 1,8
5.000
2,3 0,4 Nuklear 15
2.500 Mineralöl 500 6,6
1,6 10 Solar
1,0
2,6 2,0 Wasser
0 0 0
’80 ’90 2000 ’10 ’20 ’80 ’90 2000 ’10 ’20 ’80 ’90 2000 ’10 ’20
Quelle: Esso
Klimaschutz
D e r z u s ä t z l i c h e Tr e i b h a u s e f f e k t
Der natürliche Treibhauseffekt ist eine lebensnotwendige „Klimaanlage“ der Erde. • Energieverbrauch mit 50 Prozent
Ohne ihn läge die bodennahe Durchschnittstemperatur auf der Erde nicht bei +15 °C, (Kohlendioxid, Methan, Ozon)
sondern bei –18 °C. Die während des Tages einfallende Sonnenstrahlung (Global-
• Chemie mit 20 Prozent
strahlung) wird von der Atmosphäre und vom Erdboden in Form von Wärme ge-
(FCKW, Treibgase)
speichert und nachts als Infrarotstrahlung in den Weltraum abgegeben. Die klimarele-
vanten Spurengase in der Troposphäre absorbieren und reflektieren einen Teil dieser • Landwirtschaft mit 15 Prozent
Abstrahlung, wodurch die nächtliche Abkühlung reduziert wird. Die Schicht der klima- (Methan, Distickstoffoxid)
relevanten Spurengase fängt also, wie die Glasscheiben eines Treibhauses, Sonnenen-
• Regenwaldzerstörung mit 15 Prozent
ergie ein, indem sie Sonnenlicht durchlässt und Infrarotstrahlung zurückhält. Seit Beginn
(Kohlendioxid, Distickstoffoxid)
der Industrialisierung sind die Konzentrationen der Treibhausgase in der Atmosphäre
durch menschliche Tätigkeiten angestiegen und zusätzliche Treibhausgase hinzugekom-
men. Durch diesen zusätzlichen Treibhauseffekt wird der natürliche Treibhauseffekt
4 verstärkt und die Stabilität des Weltklimas gefährdet. Die Hauptemittentengruppen sind:
Deutschland: Energiebedarf auf hohem Niveau
Trend zu Erdgas und er neuerbaren Energien
Die Esso-Energieprognose 2003 geht Der Konzern geht in seiner Studie davon samtaufkommen sollen sich wesentlich
von einem leichten Rückgang des Ener- aus, dass die Energieintensität, also der verschieben. So erwartet Esso eine Ver-
gieverbrauchs in Deutschland um Energieverbrauch bezogen auf das er- dopplung des Anteils erneuerbarer Ener-
knapp sieben Prozent bis zum Jahr zeugte Bruttoinlandsprodukt, in Deutsch- gien bis 2020, vor allem aufgrund staat-
2020 auf rund 458 Millionen Tonnen land bis 2020 um rund 30 Prozent ab- licher Subventionen, auf dann rund sie-
Steinkohleeinheiten (SKE) aus. nehmen wird. Auch die Anteile der un- ben Prozent. Im gleichen Zeitraum soll
terschiedlichen Energieträger am Ge- Erdgas auf 32 Prozent deutlich zulegen.
Denn Erdgas wird nicht nur im Bereich
Grafik 2
der Wärmeversorgung zunehmend an
Entwicklung des Energiebedarfs in Deutschland
Bedeutung gewinnen, sondern auch bei
in Millionen Tonnen Steinkohleeinheiten [SKE]
der Stromerzeugung sowie als umwelt-
schonender Treibstoff für Kraftfahrzeuge.
508,9
489,1 488,5 488,0 486,0
500 6,3 474,0
458,0 Gesamt
Grafik 2a
13,5 16,7 19,0 23,0
56,9
63,1 61,4 59,0 59,0
29,0
34,0 Erneuerbare Energien Umrechnungsfaktoren
38,0 15,0
400 Nuklear
109,2 52,8 56,6 51,0 45,0 46,0 43,0 Braunkohle
Mrd. kWh Mio. t Mrd. m3 Mio. t
68,5 64,3 63,0 58,0 61,0 63,0 Steinkohle Erdgas (Hs) SKE Erdgas OE
300 78,7
Mrd. kWh
106,2 114,0 124,0 Erdgas (Hs) 1 0,1109 0,0870 0,0776
79.0 103,2 133,0 146,0 Erdgas
200 Mio. t
187,7 SKE 9,0205 1 0,7844 0,7000
178,7 183,2 182,0 177,0 167,0
100
157,0 Mineralöl Mrd. m3
Erdgas 11,5000 1,2749 1 0,8924
0 Mio. t
OE 12,8864 1,4286 1,1206 1
’90 2000 ’02 ’05 ’10 ’15 ’20
Quelle: Esso Die Angaben in m3 basieren auf der Umrechnung; 1m3 = 11,5 kWh(HS)
Ohne den natürlichen
Grafik 3
Prinzip des natürlichen Treibhauseffektes Treibhauseffekt läge die
mittlere Temperatur auf
ohne Treibhausgase mit Treibhausgasen der Erde bei -18 °C
Wärmerückstrahlung
ins Weltall
einfallende Sonnenstrahlen
Wärmerück- 5
strahlung
-18 °C +15 °C
1
Energie und Klimaschutz
Die Klimaschutzziele von Kyoto
Rationeller Umgang mit Energie notwendig
Forschungen haben gezeigt, dass die
Grafik 4
globale Jahresmittel-Temperatur seit CO2-Emissionen in Deutschland und Kyoto-Ziel
dem Jahr 1860 um 0,6 Grad Celsius in Millionen Tonnen/Jahr
gestiegen ist. Als wesentliche Ursache
CO2-Emission (temperaturbereinigt)
dafür haben die Wissenschaftler die
1010
1.000
Zunahme der Treibhausgase durch
die Verbrennung fossiler Energieträ- 949
ger in den vergangenen 30 Jahren 916 –16,6 %
900 893 896
ausgemacht, vor allem des Kohlendi- 877 870 869
866
Kyoto-Ziel
848 856 853 851 842 –21 %
oxids. Die in Europa registrierten
zehn wärmsten Sommer gab es alle 800 800
nach 1991.
700
Heute sind die meisten Länder der in-
1990 1995 2000 2003 2012 Jahr
ternationalen Staatengemeinschaft
noch weit von den im Kyoto-Protokoll Quelle: DIW Wochenbericht 08/2003
verabredeten Klimaschutzzielen ent-
fernt. Deutschland hat sich verpflichtet, Dieser Rückgang ist zum größten Teil
die gesamten Treibhausgas-Emissio- auf die Verdrängung von Braunkohle-
nen bis 2008/2012 gegenüber 1990 feuerungen und die Modernisierung
um 21 Prozent zu vermindern. Ende der ostdeutschen Energiewirtschaft
2003 lagen die energiebedingten Anfang der neunziger Jahre zurück-
Kohlendioxid-Emissionen in Deutsch- zuführen. Seit Ende der 90-er Jahre
land temperaturbereinigt 16,6 Pro- blieb der CO2-Ausstoß fast konstant.
zent unter dem Niveau von 1990. Die positiven Zahlen für Deutschland
sind aber keineswegs Grund zur Ent-
warnung. Im Gegenteil: Die Bemü-
hungen zum rationellen Umgang mit
Energie müssen weiter verstärkt wer-
den, sonst werden die gesteckten
Ziele nicht erreicht.
6
Kohlendioxid im Blickfeld
Möglichkeiten zur Reduktion von CO 2
Das Kohlendioxid-Problem besteht da-
Grafik 5
rin, dass das unschädliche und für das Verursacher von CO2-Emissionen
irdische Leben sogar notwendige Koh-
Übrige EU (25 Länder)
lendioxid (CO2) Hauptverursacher USA
13 %
des zusätzlichen Treibhauseffekts ist, 24 % Deutschland
3%
der das Weltklima zu verändern droht.
4 % Indien
Solange der Weltprimärenergiebedarf
5% Japan
zu über 90 Prozent aus fossilen Ener-
gieträgern gespeist wird, sind Ener-
7% Russland
gieverbrauch und Kohlendioxid-Pro-
blem eng gekoppelt. Die weltweiten
CO2-Emissionen aus dem Energiebe- 29 %
Übrige Welt 15 %
reich betrugen 2003 26,8 Mrd. t/Jahr, China
wovon gut 40 Prozent aus den westli-
chen Industrienationen stammen.
Grafik 6
CO2-Emissionen entstehen überwiegend
CO2-Emissionen fossiler Energieträger
bei der Verbrennung fossiler Energie-
in kg CO2/kWh – Brennstoffeinsatz (Hi)
träger. Erdgas weist von allen fossilen
Energieträgern bei der Verbrennung 0,40
0,373
die günstigste CO2-Bilanz auf, denn 0,341
0,30
es hat den höchsten Wasserstoffge- 0,281
0,266
halt aller fossilen Energieträger.
0,20
0,201
0,10
0
Erdgas Heizöl Heizöl Stein- Braun-
(leicht) (schwer) kohle kohle
Quelle: UBA / DEHST
Grafik 7
Die CO2-Emissionen können Möglichkeiten zur Senkung der energiebedingten CO2-Emissionen
reduziert werden durch
• CO2-arme (wie Erdgas) Substitution CO2-reicher durch
• CO2-neutrale bzw. Energieeinsparung CO2-ärmere Energieträger
• CO2-freie Energieträger
anstelle CO2-reicher Energieträger
oder durch Energieeinsparung, Herabsetzung Rationelle Verstärkte Verstärkter
des Nutz- Energie- Nutzung Einsatz
insbesondere durch Steigerung energiebedarfs verwendung erneuerbarer von Erdgas
der Energieeffizienz. Energien
Senkung der energiebedingten CO2-Emissionen
7
1
Energie und Klimaschutz
Primärenergie oder Sekundärenergie?
Energieeinsatz
Effizienter Umgang mit Energie: Umwandlungsverluste berücksichtigen!
Als Primärenergie kann Erdgas ohne
Grafik 8
Umwandlungsverluste direkt zur Primärenergie – Sekundärenergie
Wärmeerzeugung eingesetzt werden.
Strom – als Sekundärenergie – muss
im Kraftwerk zunächst aus fossilen
Energieträgern erzeugt werden. Da- Kohle
bei entstehen Umwandlungsverluste
von bis zu 60 Prozent.
Um 100 Prozent Heizenergie im Haus Heizöl Sekundärenergie
zu erzeugen, müssen bei verschiede- z.B. Strom
nen Heizsystemen unterschiedliche
Mengen Primärenergie eingesetzt
werden (Grafik 9). Bei einer Erdgas-
Erdgas
Brennwertheizung sind dazu beispiels- Primärenergie z.B. Erdgas
weise nur 109 Prozentpunkte Primär-
energie nötig, bei einer Elektro-Heizung
sind es 278 Prozent, also fast 160 Pro-
zentpunkte mehr.
Grafik 9
Primärenergieeinsatz verschiedener Heizsysteme
in Prozent (bezogen auf die Nutzenergie)
Primärenergie Abwärme, Umwandlung Heizenergie
und Verteilverluste
278 % 178 Kraftwerk Elektroheizung
Elektroheizung η = 0,36 η=1
100 100 100 %
Förderungs-, Transport-,
Umwandlungs- und Verteilverluste
sowie Energieaufwand Transport
Verluste
7 η = 0,94 10 Kessel η = 0,91
Niedertemperatur-
Heizung 117 % 110 100 100 %
7 η = 0,94 2 Kessel η = 0,98
Erdgas-Brennwert-
Heizung 109 % 102 100 100 %
Quelle: Universität Essen
8
Tr a n s p o r t v o n E n e r g i e
Umweltschonender Energietranspor t über Rohrleitungen
Erdgas fließt von der Quelle bis zum
Grafik 10
Verbraucher in unterirdischen Leitun-
Energieaufkommen in Deutschland –
gen und muss nicht mit Tankern oder
Transportvorgänge für den täglichen Energiebedarf
Lkws auf Straßen, Schiffen und Gleisen
transportiert werden. Erdgas Mineralölprodukte Kohle (Steinkohle)
Der Transport von der Quelle bis zum ca. 361 Mio m3/Tag 407.000 t/Tag 168.000 t/Tag
Verbraucher ist dadurch umweltscho-
nend. Die Belastung des Straßen-
verkehrs durch Tankwagen entfällt –
es fallen weniger Emissionen an und
der Pkw-Verkehr wird nicht behindert,
10.850 4.800
es kommt zu weniger Staus. Das be- ein Rohrleitungssystem Lkw/Tag Eisenbahnwaggons/Tag
deutet: Erdgas führt zu geringeren
externen volkswirtschaftlichen Kosten.
Bevorratung von Energie
Lagerkapazitäten müssen berücksichtigt werden
Die meisten Energiearten müssen
Grafik 11
vom Verbraucher bzw. Nutzer bevor- Bevorratung von Energie: Bedarf an Lagerraum
ratet werden.
Egal ob Holzpellets, Holzhackschnitzel
oder Heizöl – wer sein Haus mit die- Erdgas Heizöl Holzpellets
sen Energien beheizt, benötigt Lager-
kein Raumbedarf Kellertank Lagerraum
kapazitäten. Durch die unterschiedli- (Energiebezug oder Batterietank*
chen Heizwerte ist der Platzbedarf un- aus der Leitung)
terschiedlich groß. Wer einen Gashaus-
anschluss hat kann seinen Energiebe-
darf aus der Leitung des Erdgasversor-
gers decken und den eingesparten
Lagerraum anders – zum Beispiel für * bei Erdtank kein Bedarf an Lagerraum im Gebäude
sein Hobby – nutzen.
92
Emissionen von Energieträgern
Der ideale Energieträger
Erdgas als Brücke zum Wasserstoff
In Form von Wasserstoff lässt sich Energie speichern, gut transportie-
ren und dort, wo sie gebraucht wird, weitestgehend ohne schädliche
Emissionen verwenden. Damit kommt Wasserstoff den Vorstellungen
einer idealen Energie sehr nahe.
Wasserstoff ist auf der Erde in unermess-
lichen Mengen vorhanden, allerdings Erdgas: Brücke zum Wasserstoff
in chemisch gebundener Form, zum Umweltschonendes Erdgas bereitet den Weg
Beispiel im Wasser. Der als Energieträ-
ger nutzbare gasförmige Wasserstoff
muss unter Einsatz von Energie herge- Hauptemissionen
Typische Bestandteile bei der Verbrennung
stellt werden. Da Energie wertvoll und
Wasserstoff H H
teuer ist, lautet die zentrale Frage: Mit
Hilfe welcher Energie wird der Wasser-
Erdgas (Methan) CO2
stoff hergestellt?
H:C = 4:1
CO
Heute wird Wasserstoff für den In- H
H C H
dustriebedarf in erster Linie aus fossilen
H
Energieträgern mit Hilfe der Dampf-Re-
formierung erzeugt. Den auf diese Wei-
se erzeugten Wasserstoff dann seiner-
seits als Energieträger einzusetzen, ist Erdöl (Decan) CO2
H:C = 2:1
nicht sinnvoll, da die direkte Verbren- Ruß
nung der eingesetzten fossilen Energie- CO
träger günstiger wäre. Eine zweite Mög- H H H H H H H H H H
lichkeit ist die Wasserspaltung mit Hilfe H C C C C C C C C C C H
H H H H H H H H H H
von Strom – die so genannte Elektroly-
se. Damit der erzeugte Wasserstoff tat-
Kohle (Coronen) H H
CO2
sächlich CO2-frei ist, muss auch der ver- H H
H : C = 0,5 : 1 C C
C C C Ruß
wendete Strom CO2-frei erzeugt wer-
H C C C H Staub
den. Stromquellen können deshalb nur C C C C
C C C C CO
regenerative Energien wie Wasserkraft, H C C C H
C C C
Sonne und Wind sein. Die Weiterent- H C C H
H H
wicklung der Brennstoffzellen kann Was-
serstoff als Energieträger wichtige Impul-
se geben. Bis aber genügend CO2-frei
Grafik 12
erzeugter Wasserstoff für diese Zwecke
zur Verfügung steht, übernimmt Erdgas
den Part einer Brückenenergie, denn es
ist in seinem chemischen Aufbau sehr
ähnlich. Mit vier Teilen Wasserstoff und
einem Teil Kohlenstoff pro Molekül hat
Erdgas von allen fossilen Energieträgern
den höchsten Wasserstoffanteil und
10 den niedrigsten Anteil an Kohlenstoff.Als Feinstaub definiert
man Partikel mit einer
Ruß, Staub und Feinstaub Größe von unter zehn
Mikrometern. Dabei
Erdgas verbrennt praktisch rußfrei gelten vor allem Parti-
kel mit einem Durch-
messer von weniger als
2,5 Mikrometern als
Aufgrund medizinischer Untersuchungen wird sowohl dem Ruß allein als auch der Kombi- besonders gefährlich,
da sie als „lungengän-
nation aus Ruß und angelagerten polyzyklischen Kohlenwasserstoffen eine krebserregende giger Feinstaub“ tief in
Wirkung zugeschrieben. Aufgrund seines gasförmigen Aggregatzustandes verbrennt Erdgas das menschliche At-
mungsorgan eindringen.
im Normalfall vollständig, es entsteht praktisch kein Ruß.
Die Staubemissionen von Verbrennungs- Das Umweltbundesamt erwartet in derem weil Holz wieder zunehmend
prozessen könnten durch emissionsarme Zukunft in der Gruppe Haushalte und als Brennstoff eingesetzt wird. Dieser
Energieträger gesenkt werden, denn Kleinverbraucher, die schon jetzt mehr Entwicklung kann mit dem verstärkten
die Energieträger unterscheiden sich als zehn Prozent des gesamten Stau- Einsatz von Erdgas entgegen gewirkt
laut GEMIS 4.2 (Globales Emissions- baufkommens verursacht, einen weite- werden, denn bei der Verbrennung von
Modell Integrierter Systeme, eine Stu- ren Anstieg der Emissionen, unter an- Erdgas entsteht praktisch kein Staub.
die des Ökoinstituts Darmstadt) deutlich
Grafik 13
hinsichtlich ihrer Partikelemission. Laut
Verbrennungsbedingte Staubemissionen
GEMIS 4.2* emittieren Steinkohlen-
verschiedener Energieträger
Briketts bei der Bereitstellung einer Kilo-
in Gramm Staub je kWh Nutzwärme
wattstunde Nutzwärme 1,25 Gramm
Staub, gefolgt von Braunkohlenbriketts, 1,253
die je nach Herkunft – Rheinland oder
Lausitz – 0,63 Gramm beziehungs-
weise 0,50 Gramm Staub freisetzen.
Das Heizöl (Brennwerttechnik) mit rund
0,03 Gramm Staub pro kWh Nutz-
wärme setzt die dreifache Menge an
0,496
Staubpartikeln im Vergleich zu Erdgas
(Brennwerttechnik) mit 0,01 Gramm frei.
0,2655
Biogene Brennstoffe weisen ebenfalls 0,0796
0,020 0,028 0,031
ein schlechteres Emissionsverhalten als 0,009
Erdgas auf**. Eine Holzhackschnitzel- Erdgas Strom- Strom- Heizöl Holz-Pellets Holzhack- Braunkohle- Steinkohle-
(Brennwert) WP-Boden Mix (Brennwert) (10 kW) schnitzel Brikett Brikett
Heizung (10 kW) beispielsweise pro- (mix) (10 kW) (Lausitz)
duziert 0,27 Gramm Staub pro Kilo- Quelle: GEMIS 4.2 (Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme),
Ökoinstitut, Darmstadt, Vergleich von Emissionswerten, gesamter Lebenszyklus betrachtet
wattstunde Nutzwärme.
* GEMIS-Datenblatt „Wärme-Heizung (el-mix) — Wärmebereitstellung je kWh Nutzwärme“ unter Berück-
sichtigung folgender Systemgrenzen: Betrachtung des gesamten Lebenszyklus inkl. Transporte und Materi-
alvorleistung ohne Entsorgung
**GEMIS-Datenblatt „Wärme-Heizung Bio-Rest — biogene Wärmebereitstellung je kWh Nutzwärme“ unter
Berücksichtigung folgender Systemgrenzen: Gesamter Lebenszyklus inkl. Transporte und Materialvorleis-
tung ohne Entsorgung
Grafik 13a
Wenngleich die Verbrennungsabgase im Straßenverkehr in
Feinstaubemissionen in Deutschland
der Öffentlichkeit als Hauptursache für die Feinstaubbelastung PM10-Feinstaubbelastung*
wahrgenommen werden, emittieren tatsächlich andere Ver-
Industrieprozesse 56,7
brennungsprozesse, etwa in Kraftwerken oder Heizungsanla-
gen, fast genauso viele Partikel – im Jahr 2002 laut Umwelt-
Verkehr total:
34,8 Sonstige
bundesamt nämlich rund 34.000 Tonnen der Kategorie PM10 134,6 34,3
verbrennungs- 11
(Partikeldurchmesser kleiner oder gleich zehn Mikrometer). Die bedingte
Emissionen
hohen Staubemissionen von Verbrennungsprozessen können Schüttgutumschlag 8,8 (z.B. Heizung,
Kraftwerke)
durch emissionsarme Energieträger signifikant gesenkt werden.
* Werte von 2002 in 1000 Tonnen; Quelle: Umweltbundesamt 20042
Emissionen von Energieträgern
Stickstoffoxid Methan
Nur geringe Emissions-
werte durch Gasfrei-
Stickstoffoxide (NOx) sind Mitverursacher
setzungen
von saurem Regen und lösen die Bildung
von bodennahem Ozon und damit von
Photosmog aus. Das Wuppertal Institut hat in Zusam-
menarbeit mit dem Max-Planck-Institut
für Chemie ein Messprogramm zur Er-
Grafik 14
Stickstoffoxid-Emissionen (NOx) mittlung von Gasfreisetzungen im russi-
verschiedener Energieträger schen Gasexportnetz durchgeführt.
in g/kWhout Über dieses Netz bezieht Deutschland
mit jährlich rund 31 Milliarden Kubik-
metern etwa ein Drittel seines gesam-
ten Erdgasbedarfs. Das Programm um-
0,547 fasste drei Messkampagnen an fünf
0,516 ausgewählten Kompressorstationen mit
0,481
50 Maschinen und 25 so genannten
0,433
Schieberknoten sowie den zugehörigen
0,380
Pipelineabschnitten. Die dabei ermittel-
ten Werte wurden dann auf die gesam-
0,253 ten Pipelines hochgerechnet, also auch
0,201
auf jene Abschnitte, die sich außerhalb
0,194
Russlands bis hin zur deutschen Ostgren-
ze befinden. Das Ergebnis: Für den
Transport nach Deutschland ergibt sich
ein durchschnittlicher Emissionskennwert
Strom- Erdgas Heizöl Steinkohle- Holz-Pellets Strom- Braunkohle- Holzhack-
WP-Boden (Brennwert) (Brennwert) Brikett (10 kW) Mix Brikett schnitzel von einem Prozent. Damit liegen die in-
(mix) (Lausitz) (10 kW)
direkten Treibhausgasemissionen des aus
Russland importierten Erdgases etwa in
Quelle: GEMIS 4.2
derselben Größenordnung wie die von
Öl und Steinkohle. Unter Berücksichtigung
des russischen Anteils am gesamten in
Deutschland verbrauchten Erdgas fällt
die Umweltbilanz für Erdgas um mehr
als 25 Prozent günstiger aus als die des
Zweiplatzierten – des Öls. Damit zeigt
sich, dass die von Deutschland verfolgte
Klimaschutzstrategie, die unter anderem
auf den Ausbau von Erdgasanwendun-
gen setzt, ihre Berechtigung hat.
Die Umweltbilanz für Erdgas ist
um mehr als 25 Prozent günstiger
als die des Heizöls.
12Ökoeffizienzanalyse
Umwelt- und Kostenaspekte gleichwer tig berücksichtigt
Die Ökoeffizienzanalyse ist eine weltweit anerkannte und vom TÜV zertifizierte
Methode, die es erlaubt, Produkte und Verfahren vom ökologischen und öko-
nomischen Standpunkt aus miteinander zu vergleichen und zu bewerten.
Das Ergebnis der Studie „Heizsyste- bene Wärmepumpe erweist sich als
me zur Versorgung eines Einfamilien- etwa gleich ökoeffizient wie der
hauses“ fällt eindeutig aus. Spitzenrei- Scheitholzkessel. Die Stromheizung
ter in Sachen Ökoeffizienz sind die zeichnet sich durch geringe Investitio-
mit Erdgas betriebenen Heizsysteme. nen aus, sie bildet jedoch mit dem
Der Erdgas-Brennwertkessel liegt bei Heizöl-Niedertemperaturkessel das
den Kosten nur leicht über dem Erd- Schlusslicht in punkto Umweltfreund-
gas-Niedertemperaturkessel (NT). lichkeit.
Betrachtet man die Umweltbelastung,
liegt der Erdgas-Brennwertkessel noch
Grafik 15
besser. Etwas teurer, dafür noch weni- Erdgas in der Ökoeffizienz vorn
ger umweltbelastend ist die mitunter
auch staatlich geförderte Kombinati- Umweltbelastung (normiert)
on eines Erdgas-Brennwertgerätes mit gering
einem Solarkollektor. Diese drei Syste-
nz
zie
ffi
me haben die höchste Ökoeffizienz.
oe
Der Holz-Pelletkessel besitzt eine Ök
he
Ho
vergleichsweise geringere Ökoeffizi- Holz-
Strom-
Wärme- Erdgas-Brennwertgerät
enz: Zwar sind die Umweltbelastun- Pelletkessel pumpe mit Solar
gen bei Einsatz eines solchen Kessels Erdgas-Brennwertkessel
gering, doch dem stehen hohe Investi- Erdgas NT-Kessel
mittel
tionskosten gegenüber. Günstiger ist Scheitholzkessel
der Scheitholzkessel, dessen Investiti-
onskosten zwischen denen der Wär-
mepumpe und den Erdgasvarianten
nz
angesiedelt sind. Die mit Strom betrie-
zie
Heizöl
ffi
Stromheizung
oe
NT-Kessel
Ök
ige
r
ed
hoch
Ni
hoch mittel gering
Kosten (normiert)
Quelle: BASF/Wingas
133
Erdgas für das Haus
Energiebedarf
Energieverbrauch in Deutschland
Ein Drittel allein für Heizung und War mwasser
In Deutschland wird mit rund 35 Pro-
zent mehr als ein Drittel des Primär- Energieverbrauch in Deutschland
energiebedarfs allein für die Raumhei- In Deutschland entfällt rund ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs
auf Heizung und Warmwasser.
zung und Warmwasserbereitung be-
nötigt. Das hat eine Untersuchung des
Forschungszentrums Jülich ergeben.
Diese Tatsache zeigt das besonders
große Potenzial zur Energieeinspa-
rung durch effiziente Systeme bei der
Bereitstellung von Raumwärme und
Warmwasser auf.
35 %
Heizu er
ng + Warmwass
Grafik 16
Energieverbrauch im Haus
In deutschen Privathaushalten werden
fast 90 Prozent der Endenergie für
Die Heizung verschlingt am meisten
Energieverbrauch im Privathaus
Heizung und Warmwasser verwendet.
Die restlichen „Energieverbraucher“
wie Licht, Kühlschrank usw. benötigen
weitaus weniger Energie. Die Wahl
des Energieträgers und des richtigen
Bereitsstellungssystems für Heizung
und Warmwasser ist daher von großer
Bedeutung - für die Umwelt und für den
11,0 % Warmwasser
Geldbeutel.
78 % 4,5 % Sonstige Geräte
Heizung
3,0 % Kühlen, Gefrieren
2,5 % Waschen, Kochen, Spülen
1,0 % Licht
Grafik 17
14Erdgas - die beliebteste Energie für die Wärme im Haus
In Deutschland wurden 2004 rund
Entwicklung der Wohnungsbeheizung im Jahr 2004
17,8 Mio. Wohnungen - und damit
Wohnungsbeheizung in Deutschland
fast jede zweite Wohnung - mit Erd-
gas beheizt. Erdgas nimmt damit den Schätzung zum Vergleich:
Spitzenplatz bei der Wohnungsbehei- Ende 2004 Stand Ende 2003
Wohnungen insgesamt 37,7 100 37,5 100
zung ein.
davon werden beheizt mit:
Erdgas 17,8 47,2 17,5 46,6
Heizöl 11,8 31,3 11,8 31,6
Fernheizung 4,6 12,4 4,6 12,4
Koks/Kohle 1,3 3,4 1,4 3,6
Strom 2,2 5,7 2,2 5,8
dgas
47,2 % Er in Mio. in % in Mio. in %
Grafik 18
Quelle: E.ON Ruhrgas
Noch deutlicher wird die Spitzenstel-
Heizstruktur
lung im Neubau: Fast drei von vier
Neue Wohnungen in Deutschland
Bauherren entscheiden sich für Erd-
gas. Etwa drei Viertel aller neu ge-
bauten Wohnungen in Deutschland Prozent Erdgas
werden mit Erdgas beheizt. 70
60
50
40
30
n 20
Sonstige Heizöl
10
Fernheizung
Wärmepumpen
0 Strom
Grafik 19
1979 1985 1990 1995 2000 2003
Quelle: E.ON Ruhrgas
153
Erdgas für das Haus
Wa r m w a s s e r b e r e i t s t e l l e n : k o m f o r t a b e l u n d s p a r s a m
Während der Energiebedarf für die Die Warmwasserbereitung kann daher im Neubau sogar einen
Heizung in Neubauten rückläufig ist, Anteil von 40 Prozent am Gesamtenergiebedarf (Heizung und
bleibt der Energiebedarf für Warm- Warmwasser) annehmen, während für die Heizung nur noch 60
wasser nahezu unverändert. Die Prozent der Energie benötigt werden. Wenig sinnvoll ist die Warm-
Gründe dafür: Die Sanitärausstattung wasserbereitung mit Strom. Sie ist zu teuer und Strom als Sekundär-
der Wohnungen wird immer besser energie muss erst aus einem fossilen Energieträger umgewandelt
und die Lebensgewohnheiten ändern werden. Stattdessen sind hier energiesparende Lösungen gefragt.
sich. Tägliches Duschen ist heute für Der Energieträger für die Warmwasserbereitung sollte wirtschaftlich,
viele Menschen selbstverständlich. komfortabel und umweltschonend sein. Erdgas erfüllt diese Kriterien.
Verteilung des Energiebedarfs Warmwasserbereitung mit Speichersystem
im Neubau/Niedrigenergiehaus
Bad
60 %
Energiebedarf
für Heizung Küche Gäste-WC
bis zu 40 %
Energiebedarf Keller Warmwasser
für Warmwasser- Dusche
bereitung Kaltwasser
Erdgas
Grafik 20
Grafik 21
Warmwasserspeicher Erdgas-Brennwertgerät
Energieeinsparung
Moderne und sparsame Heiztechnik: Erdgas-Brennwerttechnik
Immer mehr Bauherren und Heizungsmodernisierer greifen Für den weit verbreiteten Einsatz der Erdgas-Brennwert-
auf die bewährte Erdgas-Brennwerttechnik zurück, geräte ist eine Vielzahl von Vorteilen verantwortlich.
pro Jahr werden in Deutschland gegenwärtig mehr als
330.000 Erdgas-Brennwertheizungen verkauft. • Wirtschaftlichkeit: Wegen der günstigen Verbrennungs-
Erdgas-Brennwertgeräte gewinnen Wärme aus dem eigenschaften des gasförmigen Brennstoffs zählen
Abgas. Das spart Energie und entlastet die Umwelt. Bei Erdgas-Kessel generell zu den preiswerten Wärmeer-
der Verbrennung von Erdgas entsteht Wasserdampf und zeugern. Die für die Brennwertnutzung im Vergleich
Kohlendioxid. Wasserdampf im Abgas bindet Wärme. mit der Niedertemperaturtechnik zusätzlich erforder-
Die Abkühlung des Wasserdampfs unter den Taupunkt lichen Investitionskosten sind insbesondere im kleinen
setzt Wärme frei. Genau dieses Phänomen nutzt die Leistungsbereich gering. Eine Vielzahl von Heizkosten-
Brennwerttechnik. Mit konventioneller Heiztechnik war vergleichen zeigt außerdem, dass die unter Berücksich-
die Brennwertnutzung nicht möglich. tigung der Brennstoff- und Investitionskosten ermittelten
Gesamtkosten für Erdgas-Brennwertheizungen stets sehr
16 günstig abschneiden.Erdgas-Haushaltsgeräte
Grafik 22
Kochen mit Erdgas ist die bekannteste Anwendung neben dem
Heizen und der Warmwasserbereitung, aber mit Erdgas kann Vorteile von Erdgas-Wäschetrocknern
man im Haushalt viel mehr machen: Grillen, Wäsche trocknen,
einen Kamin betreiben, warmes Wasser für den Geschirrspüler
erzeugen oder eine Sauna aufheizen. Erdgas-Steckdosen ermög-
Betriebskosten
lichen einen unkomplizierten Anschluss der Erdgasgeräte, weil
sie sich so einfach wie eine Elektro-Steckdose handhaben lassen. Primärenergie-
So stellt beispielsweise der Erdgas-Grill eine echte Alternative verbrauch
zum konventionellen Holzkohle-Grill dar. Vor allem deshalb, weil
CO2-Emission
beim Grillen weder Qualm noch Asche entstehen, die das Grillgut
beeinträchtigen könnten. Das Grillgut wird dadurch gesünder
Laufzeit
zubereitet. Und mit einem Erdgas-Terrassenstrahler, der eine ange-
nehme Wärme verbreitet, lässt sich die Gartensaison verlängern.
Quelle: Miele
Wärme auf Knopfdruck bieten Erdgas-Kamine und -Kachelöfen.
Sie unterscheiden sich äußerlich kaum von holzbefeuerten Geräten,
haben aber deutliche Vorteile. So muss kein Holz nachgelegt wer-
den, und da weder Rauch noch Asche entstehen, entfallen die Reini-
gung des Kamins und das zusätzliche Staubwischen in den Räumen.
Viele positive Faktoren sprechen für den Einsatz eines Erdgas-
Wäschetrockners. Zum Beispiel eine deutlich kürzere Trocknungszeit
von bis zu 40 Prozent sowie ein bis zu 60 Prozent geringerer Ener-
giebedarf sorgen dafür, dass Erdgas-Wäschetrockner umweltscho-
nender und kostengünstiger arbeiten als konventionelle Geräte.
Bezugsquellen und Installationsfirmen für Erdgas-Haushaltsgerä-
te nennt die Rubrik „Wer bietet an?“ unter der Internetadresse
www.asue.de. Dort findet man auch weitere Arten von erdgasbe-
triebenen Haushaltsgeräten. Bild: Trurnit
• Energieeffizienz: In einer aktuellen Praxisstudie sind • Ausgereifte Technik: Die Fortschritte der letzten Jahre
60 Gas-Brennwertkessel über einen Zeitraum von mehr auf diesen Gebieten haben in Verbindung mit dem
als zwei Jahren bezüglich ihres Jahresnutzungsgrades brennstoffbedingt praktisch geruchsfreien Betrieb dazu
analysiert worden. Die unter realen Einsatzbedingungen geführt, dass wandhängende Erdgas-Brennwertgeräte
gemessene Energieeinsparung gegenüber den zu Ver- problemlos im beheizten Bereich eines Gebäudes
gleichszwecken untersuchten Niedertemperaturkesseln be- installiert werden können. Der Platzbedarf von Erdgas-
trug dabei im Durchschnitt 13,5 %. Ein Einsparpotenzial Wärmeerzeugern ist ohnehin gering, eine Brennstoff-
in ähnlicher Höhe ergibt sich auch bei der rechnerischen lagerung nicht erforderlich. Die Aufstellung im beheiz-
Bewertung der Erdgas-Brennwerttechnik nach der aktuel- ten Bereich ermöglicht eine weitere erhebliche Energie-
len Energieeinsparverordnung bzw. nach der zukünftigen einsparung, gleichzeitig werden die Investitionskosten
Norm für die energetische Bewertung DIN V 18599. Eng im Regelfall günstig beeinflusst.
gekoppelt an die energetische Effektivität ist die günstige
CO2-Bilanz, hier verbinden sich die Vorteile des Brenn-
stoffs Erdgas (geringer Kohlenstoffgehalt) mit der guten 17
Energieausnutzung durch die Erdgas-Brennwerttechnik.3
Erdgas für das Haus
In Erdgas-Brennwertgeräten
Grafik 23
werden die Abgase abgekühlt, Prinzip Erdgas-Brennwerttechnik
so dass Kondensation einsetzt.
Die dabei gewonnene Wärme Luft
wird dem Heizsystem (Heizungs-
vorlauf) zugeführt.
Mischer
Erdgas
Heizungsvorlauf
Abgas Heizungsrücklauf
Kondensatablauf
Grafik 24
Erdgas-Brennwerttechnik
bedeutet Energieeinsparung
Erdgas-Brennwerttechnik: Energieeinsparung durch Reduzierung
beim Heizen durch Reduzierung
der Abgastemperaturen und Kondensationswärme-Nutzung
der Abgastemperaturen
und Nutzung der Konden-
sationswärme Abgastemperatur: 150 °C 40 °C
Niedertemperatur-Heizkessel Erdgas-Brennwertkessel
18Modernisierung rechnet sich
Effizienz von Energiespar maßnahmen
Grafik 25
Im Zuge der Energieeinsparverordnung müssen Wärme-
erzeuger, die vor dem 1.10.1978 installiert wurden, bis
Wärmeerzeuger –
zum Ende des Jahres 2006 ausgetauscht werden. Hat
Steigerung der Effizienz / Nutzungsgrad im Laufe der Zeit
der Heizkessel nach dem 1.11.1996 einen neuen Brenner
erhalten, verlängert sich diese Frist bis zum 31.12.2008.
Ein- und Zweifamilienhäuser sind von dieser Regel ausge- Nutzungsgrad
nommen, solange kein Eigentümerwechsel stattfindet. 104 %
Auch wenn Ein- und Zweifamilienhäuser zur Erneue- 93 %
rung ihrer Heizungssysteme nicht generell gesetzlich
verpflichtet sind, kann sich ein Austausch lohnen, denn
dies ist in der Regel die effizienteste Energiesparmaß- 64 %
nahme: Durch den Einsatz eines neuen Erdgas-Brenn-
wertkessels können gegenüber einem alten Heizkessel
bis zu 40 Prozent Energie eingespart werden.
Die Kenngröße für die Effizienz eines Heizkessels -
der Nutzungsgrad - liegt bei einem alten Kessel bei-
spielsweise bei 64 Prozent, bei einem neuen Erdgas- Alter Heizkessel Niedertemperatur- Erdgas-Brennwert-
Niedertemperaturkessel schon bei 93 Prozent und bei kessel kessel
einem Erdgas-Brennwertkessel sogar bei 104 Prozent.
Der Nutzungsgrad ergibt sich durch das Verhältnis
Grafik 26
der nutzbaren Energie zur eingesetzten Energie. Dabei Effizienzvergleich alter Kessel und Erdgas-Brennwertkessel
werden die Verluste (z. B. durch das Abgas, durch
Abstrahlung usw.) berücksichtigt.
Prinzipiell besitzen alle neuen Kessel einen höheren
Wirkungsgrad, da ihre Abgas- und Oberflächenverluste Alter Kessel Erdgas-Brennwertkessel
geringer sind. Zudem sind alte Anlagen oft überdimensio-
Energieeinsatz Energieeinsatz
niert. Darüberhinaus bieten moderne Heizungsanlagen in (bei Systemtemperatur 40/30 °C)
der Regel folgende Ausstattungsmerkmale: +11 % +11 % Kondensationswärme
• Witterungsgeführter Betrieb: Hier ist die Außentempe- Heizwert Hi
ratur Basis für die Vorlauftemperatur, die über ein 100 % 100 % nicht nutzbare
11 % 8% 3 % Kondensationswärme
Regelgerät für eine angemessene Versorgung der
Heizkörper sorgt. 100 % 108 %
• Programmierbare Absenkphasen: Über den Heiz-
kessel und elektronische Thermostatventile können 86 % 106 %
14 % 2 % Abgasverluste
Absenkphasen tagsüber und bei Nacht eingeleitet
werden. 64 % 22 %
104 % 2 % Oberflächenverluste
• Umwälzpumpen können stufenlos und selbstständig
Nutzungsgrad Nutzungsgrad
den Beheizungsanforderungen angepasst und in Ab-
senkphasen zeitweise abgeschaltet werden.
193
Erdgas für das Haus
Energieeinsparen: Die effizientesten Maßnahmen
Grafik 27
Die größten Energiesparpotenziale lie-
Energiesparmaßnahmen im Vergleich: Beispiel Mehrfamilienhaus
gen im Gebäudebestand. In Altbauten
können durch energetische Moder-
Energieeinsparung Kosten* Wirtschaftlichkeitsfaktor
nisierungen wie Heizkesselerneuerung,
verbesserte Wärmedämmung, Einbau neuer Heizkessel 15 % 7,7 194,81
von Iso-Fenstern und Regelungseinrich- Dämmung OG-Decke 15 % 25,6 58,6
tungen bis zu 80 Prozent Energie ge- 12 cm
Wärmeschutzverglasung 20 % 41,2 48,5
spart werden. Nach Untersuchungen k = 1,6
der Universitäten Dresden und Stuttgart Außendämmung 35 % 92,0 38,0
betragen die spezifischen Kosten zur 12 cm
Außendämmung
Einsparung einer Kilowattstunde (kWh) 6 cm
20 % 76,7 26,1
in einem Reihenhaus beim Austausch Dämmung Kellerdecke
5 cm 3% 17,9 16,8
eines veralteten Kessels derzeit etwa
* €/m2 Wohnflche
zwei Cent. Für die Dämmung einer OG = Oberste Geschoss
Außenwand wird das Dreieinhalbfache Wirtschaftlichkeitsfaktor = Energieeinsparung (%) / Kosten (€/m2) x 100 Quelle: Techem
benötigt. Bei der wärmetechnischen
Verbesserung von Dach, Kellerdecke
und Fenstern fällt die Rechnung noch
ungünstiger aus. Zu ähnlichen Ergebnis-
sen kommt das Institut für Wohnen und
Umwelt: Es ermittelte Wirtschaftlichkeits-
faktoren, die bei Fenstern und Dämm-
maßnahmen erheblich niedriger sind
als bei der Kesselerneuerung.
Erdgas und Solar
Energiemix
Erdgas ist eine sehr wirtschaftliche und
umweltschonende Energie. In Kombinati-
on mit regenerativen Energien lässt sich
das Einsparpotenzial weiter erhöhen.
Erdgas ist nicht nur sparsam und
vielseitig verwendbar, sondern läßt
sich auch hervorragend mit erneuer-
baren Energien kombinieren. Hierzu
eignen sich Erdgas und Sonnenener-
gie (z. B. Solarkollektor), Erdgas und
Biomasse (z. B. Holz), Erdgas und Um-
weltwärme (z. B. Gaswärmepumpe).
20Grafik 28
Wie groß das Einsparpotenzial
CO2-Minderung und Energiesparpotenzial bei der Heizkesselerneuerung
durch die Heizungsmodernisierung
Beispiel: Einfamilienhaus älter als 30 Jahre; Wohnfläche 150 m2;
spezifischer Verbrauch 20 Liter Heizöl pro Jahr ist, zeigt eine Beispielrechnung. Ein
30 Jahre altes Einfamilienhaus mit
einer Wohnfläche von 150 Quadrat-
ca. 3.000 Liter Heizöl
ca. 3.000 m 3 Erdgas
metern und einem spezifischen Ver-
brauch von 20 Litern Heizöl pro
Quadratmeter verbraucht jährlich
3.000 Liter Heizöl (bei Erdgas
überschlägig 3.000 Kubikmeter).
Der Austausch des alten Heizkessels
-1.200 Liter Heizöl Rückgang um ca. Einsparung von ca. gegen einen Brennwertkessel kann
-1.200 m3 Erdgas 3 Tonnen/Jahr* 770 €/Jahr ** zum Beispiel den Primärenergiever-
brauch um bis zu 40 % reduzieren.
Besonders günstig in der Anschaffung
sind Erdgas-Brennwertkessel. Der
neue Kessel verursacht jährlich rund
Verbrauch Kohlendioxid-Emission Energiekosten
3 Tonnen weniger Emissionen des
Treibhausgases Kohlendioxid.
* Besonders hoch sind die Einsparungen an Kohlendioxid, wenn ein alter Ölkessel Schließlich beträgt die Einsparung
durch einen modernen Erdgas-Brennwertkessel ersetzt wird. Dann wird auch
der Vorteil des Energieträgers Erdgas, der vergleichsweise geringe spezifische bei den Heizkosten jedes Jahr rund
Kohlendioxid-Emissionen hat, genutzt.
770 Euro. In den meisten Fällen
** Annahme Energiekosten: Heizöl 0,6 €/l; Erdgas 0,06 €/kWh macht sich die Investition in einen
neuen Heizkessel daher bald bezahlt.
Erdgas und Solarkollektoren
Grafik 29
In weniger als einer halben Stunde fällt so absorbieren die dunkel beschichteten
viel Strahlungsenergie auf die Erde, wie Flächen (Absorber) die Sonnenstrahlen
heute die Menschheit weltweit pro Jahr an wirkungsvoll und geben die so gewon-
Energie einsetzt. Ein Teil dieser Energie nene Wärme an eine Wärmeträgerflüs-
kann für die Heizung und Warmwasser- sigkeit (Medium) ab. Das Medium wird
bereitung genutzt werden. Dabei stellt die in den Solarspeicher gepumpt und gibt
Erdgasheizung die Grundversorgung si- über einen Wärmetauscher die Energie
cher und wird von Sonnenkollektoren auf an den Warmwasserspeicher ab. Eine
dem Dach umweltfreundlich unterstützt. Solarwärmeanlage mit 4 bis 6 m2 Kol-
Das Prinzip der Solarthermie ist sehr lektorfläche kann über das Jahr verteilt
einfach: Sonnenkollektoren, beispielsweise bis zu 60 Prozent des Warmwasserbe-
Flach- oder Röhrenkollektoren, wandeln darfs eines vierköpfigen Haushaltes ab-
Sonnenenergie in Wärme um. Dabei decken. 213
Erdgas für das Haus
Mit der Verbindung des Speichers
Grafik 30
zur Heizung ist auch an Tagen mit ge-
Solarkollektor und Erdgas-Brennwertkessel
ringer Solarstrahlung die Warmwasser-
versorgung sicher gestellt. Bei nicht aus- Solarkollektor
Warmwasser zum Verbraucher
reichender Solareinstrahlung muss der Wärmespeicher
Warmwasserspeicher durch einen Heiz- Luft
kessel oder eine Therme unterstützt wer-
den. Hier bietet sich die Kombination
Regelung
mit einem Erdgas-Brennwertkessel an. Erdgas
Wärme-
Um die gewonnene Sonnenwärme tauscher
Rückschlag-
weitestgehend zu nutzen, sollten für Klappe Abgas
die Wasserleitungen möglichst kurze, Wärme-
gut Wärme dämmende Rohre ver- dämmung
wendet werden. Daher ist es von Vor- Umwälzpumpe
Kaltwasser
teil Wärmetauscher und Heizgerät im z.B. Brennwertkessel
Dachgeschoss aufzustellen.
Grafik 31
Die Wirtschaftlichkeit von solaren Anteile von Erdgas und Solar
Warmwasserbereitungsanlagen ist im am Warmwasserbedarf eines Einfamilienhauses
Vergleich zur Bereitung über Heizkessel in Prozent
aufgrund der vergleichsweise hohen
Anlagekosten (ohne öffentliche Förde- 100
Solar
rung) bei den derzeitigen Energieprei-
80
sen noch nicht gegeben. Circa zwei
Drittel der Kosten entfallen auf die An- 60
lagentechnik, ein Drittel auf den Ein-
40
bau (Unterschiede bei Alt- oder Neu-
bau). Zuschüsse gibt es vom Bund, 20
den meisten Bundesländern und den
Erdgas
Kommunen. 0
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Weitere Informationen:
Grafik 32
www.solarwaermeplus.de CO2-Emissionen verschiedener Nachheizsysteme
www.asue.de (Fördermittel)
für Warmwasser-Solaranlagen
in kg pro Jahr
Bundesamt für Wirtschaft
und Ausfuhrkontrolle (BAFA) 1000 1.053
Postfach 51 60, 65760 Eschborn
Telefon 0 61 96 / 90 86-25 800
www.bafa.de
600
538
400
375
335
200
0
Strom* Heizöl Erdgas Erdgas**
und Solar
* Basis: Energiemix für die Stromerzeugung in Deutschland
** Brennwerttechnik
Quelle: Öko-Institut-Freiburg
22Erdgas und Biomasse Erdgas und Umweltwärme
Die Verbrennung von Biomasse (Holz, Zellulose und Als Umweltwärme bezeichnet man die in Erdreich, Was-
Pflanzenabfälle) ist die älteste aktive energetische ser und Luft gespeicherte Energie. Mit einer Erdgaswärme-
Verwertung erneuerbarer Energien. Bei der Ergänzung pumpe kann man diese Energie nutzbar machen. Wärme-
von Erdgas durch Biomasse im offenen Kamin stellt die pumpen sind Energiewandler, die Umweltwärme auf ein
Erdgasheizung die Grundversorgung sicher. nutzbares Temperaturniveau anheben (siehe Seite 25).
Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) mit Erdgas
Die Strom- und Wärmeerzeugung mit Erdgas-
Grafik 33
Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung (wie Energieeinsatz BHKW 100 %
motorische Blockheizkraftwerke (BHKW) Erdgas 13 % Gesamtverlust:
und Gasturbinen) gehört zu den effizientes- 13 %
34 %
ten Instrumenten zur Energieeinsparung. Mit
Strom
knapp 90 Prozent erreichen die Anlagen ei-
100 %
nen sehr hohen Gesamtnutzungsgrad.
Primärenergieeinsparung:
Noch immer wird der größte Anteil 53 % 59 = 37 %
Wärme 159
des deutschen Stroms in Kondensations-
CO2-Einsparung:
kraftwerken erzeugt. Diese geben vielfach
59 %
die bei der Stromerzeugung anfallende
Wärme ungenutzt an die Umwelt ab. Statt Energieeinsatz getrennte Erzeugung 159 %
dessen kann diese Wärme zur Nahwärme- Kraftwerk Kohle
ηel=36 %
versorgung eingesetzt werden.
Geeignete Objekte für den Einsatz von 66 %
KWK-Anlagen sind grundsätzlich Gebäude
100 %
mit ganzjährigem Wärmebedarf, wie
z. B. Wohngebiete, Hallen- und Freibäder, Gesamtverlust:
Krankenhäuser und Altenheime. 34 % 72 %
Ein Erdgas-Blockheizkraftwerk setzt 100 Strom
Prozentpunkte Erdgas in 34 Prozentpunkte Kessel Heizöl EL
Strom und 53 Prozentpunkte Wärme um. ηth=90 %
53 %
Konventionell werden Strom und Wärme un- Wärme
59 %
abhängig voneinander erzeugt. Um 34 Pro-
zentpunkte Strom in einem Kohle-Kraftwerk
6%
zu erzeugen, sind ca. 100 Prozentpunkte
Kohle erforderlich. Um 53 Prozentpunkte
Wärme zu erzeugen, müssten in einem Strom- und Wärmeversorgung
Ölkessel nochmals 59 Prozentpunkte Heiz- mit einem Erdgas-BHKW
öl eingesetzt werden. Die Primärenergie-
einsparung mit einem Erdgas-BHKW beträgt
Grafik 34
daher 37 Prozent, die Einsparung an Koh-
lendioxid sogar 59 Prozent.
233
Erdgas für das Haus
Dezentrale Wärme- und Stromerzeugung
Mehr Energieeffizienz mit Mikro-KWK
Grafik 35
Die Kraft-Wärme-Kopplung hat sich in den
vergangenen Jahrzehnten stetig weiter-
entwickelt und umfasst heute in Deutsch-
land mehrere tausend Anlagen in elektri-
schen Leistungsbereichen von wenigen
kWel bis über hundert MWel. Um die Vor-
teile der Kraft-Wärme-Kopplung einem
noch breiteren Anwendungsspektrum zu-
zuführen, ist der Bereich der kleinen bis
sehr kleinen Leistungen in jüngster Zeit
mehr und mehr in das Blickfeld von Politik,
Energiewirtschaft, möglichen Anwendern
und Anlagenbauern gerückt.
Der hohe Wirkungsgrad der Mikro-KWK-
Anlagen ermöglicht erhebliche Einspa-
rungen an Energie und klimaschädlichen
Mikro-KWK-Anla-
CO2-Emissionen durch die dezentrale Er-
ge, Heizung mit
zeugung von Strom und die Verwendung
Stromerzeugung
von umweltschonendem Erdgas. Mikro-
(Bild: Senertec)
KWK-Anlagen werden überall dort vor-
teilhaft eingesetzt, wo ihre elektrische
Grafik 36
und thermische Nutzenergie möglichst
zeitgleich und über mindestens 5.000 h/a
zur Versorgung des Betreibers dient.
In KWK-Anlagen können grundsätzlich
unterschiedliche Technologien zum Einsatz
kommen: Otto-, Stirling- und Dampfex-
pansionsmotoren sowie Gasturbinen oder
Brennstoffzellen. Im Bereich der Mikro-
KWK-Anlagen sind die Ottomotoren (vgl.
Grafik 35) weit verbreitet. Mehrere Her-
steller bieten den monovalenten Einsatz an.
Damit ist gemeint, dass das Mikro-KWK-
Gerät die einzige Heizquelle für das Ge-
bäude ist. Zeiten geringeren Wärmebe-
darfs werden durch einen geeigneten
Wärmespeicher überbrückt, damit der Einbindung einer
Motor nicht zu häufig taktet (Grafik 36). Mikro-KWK-
Der Wärmespeicher ist ebenfalls in der Anlage mit Warm-
Lage, kurzfristig eine thermische Mehrleis- wasserspeicher
24 tung abzugeben (z. B. für ein Duschbad). (Bild: Senertec)Gaswär mepumpen/Gasklimageräte
Mit Gaswärmepumpen lassen sich
Grafik 37
durch die Nutzung von kostenloser re- Energieflussdiagramm Gaswärmepumpen-Prinzip
generativer „Umweltenergie“ bzw. von
Abwärme sehr hohe Nutzungsgrade
Gas-
und bedeutende Einsparungen von Pri- wärme-
pumpe Niedertemperatur-
märenergie erreichen. Nutzwärme
Gaswärmepumpen bestehen aus
vier Grundbauteilen: Kondensator,
Verdampfer, Druckreduzierventil und
Kompressor. Der Kompressor wird
von einem Gasmotor angetrieben. So- Umweltwärme Erdgas
Abwärme
mit kann die anfallende Motorwärme
Grafik 38
ebenfalls genutzt werden. Bei den so
Gasklimagerät (Gaswärmepumpe) mit Kältemittelkreislauf
genannten Absorptionswärmepumpen
wird der Kompressor thermisch z. B.
mit Erdgas oder Abwärme angetrieben.
Derzeit werden Gaswärmepumpen
insbesondere zum Heizen und Kühlen
Deckenmodelle
von Gebäuden eingesetzt. Um beide
Funktionen zu verdeutlichen, werden
Luft Standmodelle
sie Gasklimageräte genannt. Kältemittel
Erdgas
Motor-
abwärme
Strom-Wär mepumpe
Grafik 39
Pro und Kontra Strom-Wärmepumpentechnik
Strom-Wärmepumpen machen Um- Umwandlungsverluste
weltwärme zum Heizen nutzbar. Sie Wärmegewinn
werden von einem Strom-Kompressor durch Umweltwärme
angetrieben. Der eingesetzte Strom
muss zunächst in einem Kraftwerk
produziert werden. Im Kraftwerk ent-
stehen Umwandlungsverluste von bis
zu 60 Prozent.
Strom-
Primärenergie Sekundärenergie Strom Wärme-
Primär- pumpe
energie
z.B. Erdgas Erdgas-
Primärenergie Erdgas Brennwert-
gerät
254
Erdgas für das Auto
Erdgasfahrzeuge: umweltschonend und preiswert
Erdgas hat in den letzten Jahren auch als Kraftstoff immer mehr Bedeutung ge-
wonnen. Die Gründe liegen dafür in den günstigen Treibstoffkosten und in den
geringeren Umweltbelastungen, im Vergleich zu herkömmlichen Flüssigkraft-
stoffen.
Mit Erdgas für die Hälfte fahren
Gegenüber einem Benzinfahrzeug
Grafik 40
kann man mit einem Erdgasfahrzeug
Treibstoff-Kosten
bis zu 50 % der Treibstoffkosten spa-
ren, gegenüber einem Dieselfahrzeug Benzin
bis zu 30 %. Der Erdgaspreis liegt
Diesel
derzeit mindestens 30 % unter dem
-50 % -30 %
aktuellen Dieselpreis.
Erdgas
Günstiges Erdgas:
Erdgas als Kraftstoff ist
bis zu 50 % billiger als Benzin
Langfristig günstiger
Grafik 41
Die Bundesregierung hat die Bedeutung
von Erdgasfahrzeugen zur Reduzie-
Entwicklung der Mineralölsteuer für
rung der Schadstoffe (Staubpartikel,
Benzin, Diesel und Erdgas als Kraftstoffe
in €/l Diesel-Äquivalent
Stickstoffoxide, Benzol sowie Kohlen-
dioxid) erkannt. Deshalb gilt für Erd- 0,7
gas ein verminderter Mineralölsteuer-
0,6 Benzin, bleifrei
satz, der bis 2020 festgeschrieben
wurde. Die Mineralölsteuersätze für 0,5 Diesel
Diesel und Benzin wurden in den let-
0,4
zen Jahren mehrfach deutlich erhöht.
Die Anschaffung eines Erdgasfahr- 0,3
zeugs bleibt also noch lange Zeit at-
traktiv, zumal auch einige Landesre- 0,2
Erdgas
gierungen und zahlreiche Erdgasver- 0,1
sorgungsunternehmen Förderpro-
gramme ins Leben gerufen haben, 0
die die Anschaffung oder den Betrieb 1990 ’91 ’92 ’93 ’94 ’95 ’96 ’97 ’98 ’99 2000 ’01 ’02 ’03 ’04 2020
Quelle: nach gibgas consulting
26 von Erdgasfahrzeugen bezuschussen.A n z a h l d e r E r d g a s f a h r z e u g e u n d Ta n k s t e l l e n i n D e u t s c h l a n d
All dies hat zu einer hohen Akzeptanz
von Erdgasfahrzeugen geführt, wie Bestand an erdgasbetriebenen Kraftfahrzeugen
die Zulassungszahlen zeigen. Gab es Gesamt: 37.500**
1998 in Deutschland nur etwa 2.100
erdgasbetriebene Fahrzeuge, stieg 22.000
deren Zahl bis Ende 2005 auf rund 20.000
Sonstige
37.500. 18.000
LKW
16.000
Bus
14.000
PKW
12.000
10.000
8.000
6.000
4.000
Grafik 42
2.000
0
1998* 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
* Stand jeweils am 1. Januar des Jahres / ** Prognose Ende 2005
Parallel entwickelte sich auch die
Anzahl der Erdgastankstellen.
Bestand an Erdgastankstellen
Im Jahr 2005 stieg die Zahl auf Plan: 2007 = 1.000
rund 600. Die Erdgaswirtschaft will 1.000
in einer gemeinsamen Aktion mit der
Mineralölwirtschaft bis 2007 diesen
800
Bestand auf 1.000 erhöhen.
600
400
200
Grafik 43
0
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2007
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