Forschung – Gebäude als Energiespeicher

Stellen Sie sich vor, Ihr Haus könnte Energie speichern wie eine Batterie. Diese Vision könnte dank einer bahnbrechenden Technologie, die auf einem Nebenprodukt der Kohleindustrie basiert, bald Realität werden. Forscher der Universität Alabama und des US National Renewable Energy Laboratory (NREL) haben eine Methode entwickelt, um Energie in Gebäuden zu speichern. Die Lösung ähnelt riesigen Back-up-Batterien und nutzt sogenannte Cenosphären, winzige, hohle Kugeln aus Siliziumdioxid und Aluminiumoxid, die bei der Verbrennung von Kohle entstehen.

Diese Partikel, die sich durch ihr geringes Gewicht, ihre hohe Dichte und ihre sphärische Form auszeichnen, bieten optimale Voraussetzungen für die Wärmeübertragung und Schallabsorption. Ihre Hitzebeständigkeit und Wärmeisolierung machen sie zu einem idealen Kandidaten für Energiespeicheranwendungen, während ihre mechanische Belastbarkeit und Resistenz gegen chemische Veränderungen und Korrosion eine lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit versprechen.Die Einsatzmöglichkeiten von Cenosphären sind vielfältig. Indem man sie zu Beton oder anderen Baustoffen beimischt, können Gebäude in der Lage sein, Wärmeenergie zu speichern, was die Energieeffizienz erheblich verbessert. Darüber hinaus könnten Cenosphären in der Automobilindustrie als Füllmaterial für Verbundwerkstoffe verwendet werden, um Gewicht und Kraftstoffverbrauch zu reduzieren, oder in der Hochtemperaturindustrie als hitzebeständige Werkstoffe dienen.

Die Vorteile dieser Technologie sind nicht zu unterschätzen. Sie ermöglicht eine nachhaltige Nutzung von Kohlestaub, einem Abfallprodukt, und trägt zur Reduzierung von CO2-Emissionen bei, indem sie den Bedarf an fossilen Brennstoffen für die Heizung und Kühlung von Gebäuden verringert. Zudem handelt es sich um eine kostengünstige und skalierbare Lösung, da Cenosphären relativ preiswert und in großen Mengen verfügbar sind. Obwohl sich die Technologie noch in der Entwicklungsphase befindet, zeigen erste Tests vielversprechende Ergebnisse. Die Nutzung von Cenosphären könnte nicht nur die Umweltbilanz der Kohlekraftwerke verbessern, sondern auch in anderen Bereichen, wie der Solarthermie oder der Energiespeicherung für Elektrofahrzeuge, Anwendung finden. Diese Entwicklungen könnten den Weg für eine Zukunft ebnen, in der Gebäude nicht nur Wohn- und Arbeitsräume bieten, sondern auch als Schlüsselkomponenten im globalen Energiemanagementsystem fungieren.


Dieser Beitrag stammt aus unserer eigenen Redaktionsabteilung.

Statistik der Energieberatungen 2023

In den letzten drei Jahren hat die Nachfrage nach Energieberatungen deutlich zugenommen, wie aus den aktuellen Zahlen des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa) hervorgeht.

Die kurzfristig verordnete Haushaltssperre führte dazu, dass die hohe Anzahl von 135.000 Anträgen aus dem Jahr 2022 im Jahr 2023 nicht erreicht werden konnte.Die Statistiken des Bafa zeigen, dass die Anzahl der Anträge und die bewilligten Förderungen für Energieberatungen in den Jahren 2013 bis 2023 stark angestiegen sind. Dieser Anstieg wird unter anderem auf die verbesserte Förderung und die Einführung des iSFP-Bonus zurückgeführt.

Auch die weltweite Energiekrise, die durch die Corona-Pandemie und den Überfall Russlands auf die Ukraine im Jahr 2022 noch verschärft wurde, spielt eine Rolle. Ein Blick auf das Bundesländer-Ranking zeigt, dass Baden-Württemberg mit 32.236 geförderten Energieberatungen für Wohngebäude an der Spitze steht und damit mehr als ein Viertel aller staatlich unterstützten Beratungen zur Gebäudeeffizienz ausmacht. Die bevölkerungsreichsten Bundesländer Nordrhein-Westfalen und Bayern folgen mit 25.593 bzw. 15.838 geförderten Beratungen.

Die kleineren Bundesländer wie Thüringen, Sachsen-Anhalt und Mecklenburg-Vorpommern bilden mit 1.153, 1.005 bzw. 859 geförderten Beratungen die Schlusslichter, während das Saarland trotz geringerer Einwohnerzahl 1.334 Beratungen erreicht.Die Jahresstatistik 2023 für Nichtwohngebäude liegt ebenfalls vor und ergänzt die online abrufbaren Zahlen zur Entwicklung von Anträgen sowie geförderten Beratungen zu Wohngebäuden.


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Deutsche bei Heizungstausch skeptisch und verunsichert

Die Diskussion um Heizungssysteme in Deutschland ist oft emotional und von Unsicherheiten geprägt. Viele Verbraucher zögern mit Investitionen in neue Heizsysteme, da das Vertrauen in staatliche Fördermaßnahmen geschwunden ist. Eine Untersuchung von Stiebel Eltron zeigt, dass 67 Prozent der deutschen Verbraucher das Vertrauen in die staatlichen Förderungen verloren haben und etwa 70 Prozent die Bedingungen für solche Förderungen als intransparent empfinden.
Trotz dieser Skepsis bevorzugt ein Großteil der Befragten umweltfreundliche Heizlösungen, wie der Energie-Trendmonitor 2024 des Herstellers offenbart, für den 1.000 Personen in Deutschland repräsentativ befragt wurden.Die Neigung zu ökologischen Heizsystemen ist dennoch stark ausgeprägt: 75 Prozent der Befragten würden sich für eine Wärmepumpe entscheiden, die mit selbst erzeugtem Strom betrieben wird. Für 86 Prozent der Befragten ist es von großer Bedeutung, dass Förderprogramme eine langfristige Perspektive bieten, um verlässlich planen zu können. Dies zeigt, dass die Bereitschaft für umweltfreundliche Lösungen vorhanden ist, jedoch die Rahmenbedingungen klar und verlässlich sein müssen.
Zu Beginn des Jahres wurde eine neue staatliche Förderung für Wärmepumpen eingeführt, deren Beantragung bei der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) für den 27. Februar 2024 vorgesehen ist. Um die Unsicherheit der Verbraucher zu mindern, bieten viele Hersteller einen zusätzlichen Service an: Sie übernehmen die Absicherung und erstatten die Fördersumme, sollte der Förderantrag bei der KfW abgelehnt werden, sofern die Bedingungen der Fördergarantie erfüllt sind.
Diese Gewährleistung durch die Hersteller wird von 75 Prozent der Kunden als entscheidend für den Heizungstausch angesehen. Allerdings mangelt es vielen Bürgern noch an Wissen für eine sichere Planung. 63 Prozent der Befragten sind die umfangreichen Fördermöglichkeiten für Wärmepumpenheizungen, die private Haushalte mit bis zu 70 Prozent der Kosten unterstützen, nicht bekannt. Dies unterstreicht die Notwendigkeit einer besseren Aufklärung und Transparenz, um die Akzeptanz und Umsetzung von umweltfreundlichen Heizsystemen zu fördern.

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Energieeffizienz auch bei historischen Gebäuden möglich

Historische Gebäude, die unter Denkmalschutz stehen, können einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaneutralität leisten. Experten auf dem Gebiet der Gebäudeenergieberatung betonen, dass es durchaus machbar ist, den Denkmalschutz mit Klimaschutzmaßnahmen in Einklang zu bringen. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass bürokratische Prozesse oft zu Verzögerungen führen können, die sich bis zu sechs Monate erstrecken.

Wenn eine Außensanierung der Fassade aufgrund von Denkmalschutzbestimmungen nicht möglich ist, müssen alternative Lösungen innerhalb des Gebäudes, wie beispielsweise die Modernisierung der Heizungsanlage, in Betracht gezogen werden. Bei denkmalgeschützten Gebäuden besitzt die zuständige Denkmalbehörde ein Mitspracherecht.  Es muss dann geklärt werden, welche Bedingungen eingehalten werden müssen. Die Frage, ob das Gebäude als Ganzes erhalten bleiben soll oder ob speziell die Fassade schützenswert ist, spielt dabei eine wichtige Rolle. Hierbei wird der Grundsatz verfolgt, dass die Substanz des Gebäudes Priorität hat. Bei der Sanierung historischer Gebäude sind die Denkmalbehörden stets involviert. Für solche Sanierungsprojekte stehen umfangreiche Fördermittel zur Verfügung stehen. Für Arbeiten an der Gebäudehülle können bis zu 20 Prozent, für technische Erneuerungen, wie zum Beispiel die Heizungsanlage, sogar bis zu 70 Prozent der Kosten gefördert werden, wobei eine Obergrenze erreicht ist, sobald eine Fördersumme von 30.000 Euro pro Wohneinheit erreicht wird.Eigentümer von denkmalgeschützten Immobilien müssen sich jedoch auf mögliche lange Bearbeitungszeiten bei den Behörden einstellen, die bis zu einem halben Jahr dauern können.


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Förderung Heizungstausch 2024

Seit dem aktuellen Jahr können Personen, die ihre alte Heizungsanlage durch eine Wärmepumpe ersetzen, einen Förderzuschuss von bis zu 70 Prozent der Gesamtinvestition erhalten. Eine Erhöhung der Systemeffizienz sowie eine Verbesserung des Effizienzhausstandards des Gebäudes führen zu einer Unterstützung durch die BEG WG in Form einer Kreditförderung. Für neu errichtete Gebäude ist seit einem Jahr die BEG-Förderung durch das „Klimafreundlicher Neubau“ Programm des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB) ersetzt worden.

Zu den grundlegenden Anforderungen für die Förderung gehört die Installation effizienter Wärmepumpen, die primär zur Beheizung von Räumen oder zur kombinierten Bereitstellung von Trinkwarmwasser und Raumwärme dienen. Die Installation von Erdwärmesonden muss durch ein Unternehmen erfolgen, das eine Zertifizierung nach DVGW W120-2 besitzt. Zudem ist der Abschluss einer Haftpflichtversicherung, die unabhängig von Verschulden greift, notwendig. Die Grundförderung für Wärmepumpen beträgt 30 oder 35 Prozent. Hinzu kommt ein Klimaschutzbonus von 20 Prozent für den Austausch spezifischer Heizsysteme sowie ein zusätzlicher Bonus von 30 Prozent für Haushalte, deren jährliches Bruttoeinkommen unter 40.000 Euro liegt.

Im Kontext der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG EM) illustrieren diverse Berechnungsbeispiele das Potenzial der Fördermittel beim Einbau von Wärmepumpen. Ein Beispiel hierfür ist, dass der Ersatz eines mindestens zwei Jahrzehnte alten, noch funktionierenden Gas-Kessels durch eine Luft-Wasser-Wärmepumpe zu einer Förderung führen kann, die 50% der anrechenbaren Kosten umfasst. Diese Fördersumme ändert sich nicht, selbst wenn der Gas-Kessel nicht mehr funktionstüchtig ist.

Ein anderes Szenario beschreibt den Wechsel von einer veralteten, nicht mehr funktionierenden Kohleheizung zu einer Sole-Wasser-Wärmepumpe. Unter bestimmten Voraussetzungen, wie einem jährlichen steuerpflichtigen Haushaltseinkommen unter 40.000 €, einer Zertifizierung des Bohrunternehmens nach DVGW W120-2, dem Abschluss einer Haftpflichtversicherung ohne Verschuldensfrage sowie der Modernisierung der Heizkörper zur Reduktion der Vorlauftemperatur, kann die Förderquote bis zu 65% der förderfähigen Kosten erreichen. Beim Ersatz eines 15 Jahre alten Gas-Kessels durch eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, die ein umweltfreundliches Kältemittel wie R 290 Propan verwendet, beträgt die Förderung 35% der anrechenbaren Kosten. Wird hingegen ein Gas-Kessel durch eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ersetzt und das steuerpflichtige Einkommen des Haushalts liegt unter 40.000 €, kann die Förderung sogar auf 70% der förderfähigen Kosten ansteigen.


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