Ein Schokoriegel, der Energie zurückbringt? Klingt zu schön, um wahr zu sein! Unsere Muskeln wandeln chemische Energie in Bewegung und Wärme um, während wir beim Spielen am Computer elektrischen Strom benötigen. Doch wie sieht es mit der Wärme für die Raumheizung aus? Kann man Schokolade als Heizmittel verwenden?
Gleiche Einheit – andere Energieform
Es ist keineswegs egal, in welcher Form die Energie vorliegt. Die Energie eines Schokoriegels ist nicht so nutzbar wie die Energie eines Braunkohlebriketts. Wärme lässt sich auch nicht ohne Weiteres in Strom umwandeln. Aus diesem Grund unterscheiden wir zwischen thermischen und elektrischen Kilowattstunden, die wir mit “kWhth” bzw. “kWhel” kennzeichnen.
- “kWhel” steht für elektrische Energie, z.B. den Ertrag einer Photovoltaikanlage oder die Leistung eines Kraftwerks.
- “kWhth” steht für Wärmeenergie, z.B. den Ertrag einer Solarthermieanlage oder den Gasverbrauch.
Sind die Kilowattstunden für Strom die gleichen wie beim Gas? JA und NEIN!
Ja, theoretisch könnte man den Gasverbrauch in kWhth nehmen und ihn mit dem Verbrauch einer Elektrodirektheizung in kWhel gleichsetzen. Doch ökologisch und ökonomisch wäre das sinnlos. Ein Blick auf die Endverbraucherseite verrät uns mehr:
- Auf der Stromrechnung werden die Kilowattstunden direkt als kWhel ausgewiesen und zeigen den Stromverbrauch im Haushalt an.
- Bei der Gasrechnung wird meist eine Gasmenge in m³ angegeben und in kWhth umgerechnet. Dabei gibt es eine gewisse Ungenauigkeit, da der Energieinhalt eines Kubikmeters Gas von Druck und Temperatur abhängt. Die thermische Abrechnung erfolgt unter Berücksichtigung bestimmter Normbedingungen. Wie viel von den errechneten kWhth tatsächlich in der Wohnung genutzt wird, hängt von der Effizienz der Heizungsanlage ab, einschließlich des Wirkungsgrades des Heizkessels und der Verluste beim Speichern und Verteilen der Wärme. Es besteht also eine Differenz zwischen den abgerechneten kWhth und der tatsächlich verbrauchten Wärme.
Eine Elektrodirektheizung kann nahezu 100 Prozent des Stroms in Wärme umwandeln – das spricht für die Elektroheizung. Doch bei einem Gaspreis von 6 Cent/kWh und einem Strompreis von 25 Cent/kWh ist dieser Vorteil kaum spürbar.
… also doch NEIN!
Eine mit konventionellem Strom betriebene Heizung verursacht etwa viermal so hohe Heizkosten wie eine Gasheizung. Allein von der Kostenseite her sind kWhel und kWhth also nicht vergleichbar. Es sei jedoch angemerkt, dass sich die Preise ändern können. Vorsicht ist geboten!
Wer jetzt aufhört zu lesen, verpasst den wesentlichen Unterschied zwischen Strom und Wärme. Denn energetisch betrachtet sind Strom und Wärme keinesfalls gleichwertig. Je nach Energieform und Erzeugungsart wird unterschiedlich viel Primärenergie aufgewendet, bis beim Verbraucher eine bestimmte Menge an Nutzenergie ankommt. Dabei spielen der Wirkungsgrad der beteiligten Energiewandler (Kraftwerke, Heizkessel usw.) und die Verluste beim Energietransport eine Rolle.
Wenn von Verlusten die Rede ist, sind Exergieverluste gemeint – die Umwandlung von Wärme in Strom geht mit hohen Exergieverlusten im Kraftwerk einher. Nur ein Teil wird zu nutzbarem Strom, der Rest wird als Abwärme an die Umgebung abgegeben. Wenn der Strom bei einer Elektroheizung ankommt, steckt bereits das 2,4-fache der Primärenergie darin (gemäß der aktuellen Energieeinsparverordnung EnEV in Deutschland).
Etwas provokanter ausgedrückt: kWhel entstehen unter Verlust von vielen kWhth.
Strom und Wärme richtig nutzen
Der Knackpunkt ist, wie man die benötigte Energieform – sei es Wärme oder Strom – mit möglichst geringen Exergieverlusten bereitstellen kann. Es ist ratsam, die benötigte Energieform an Ort und Stelle zu erzeugen oder dort zu nutzen, wo sie entsteht. Das bedeutet, Wärme als Wärme zu erzeugen, am besten mit erneuerbaren Energien wie Sonnenenergie und Biomasse. Auch eine Gasheizung ist immer noch besser als der “höherwertige” Strom. Trotz aller Optimierungsmaßnahmen gibt es bei der Stromerzeugung aus Wärme immer Verluste.
Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung versuchen, diesen Prozess zu optimieren. Dabei wird die bei der Stromerzeugung entstehende Abwärme genutzt. Ein Teil der früher ungenutzten Wärme steht jetzt zur Verfügung.
Und wenn ich meinen Strom selber mache?
Der Strom aus einer eigenen PV-Anlage hat zwar eine bessere Primärenergiebilanz, aber der Wirkungsgrad von PV-Modulen ist etwa vier bis fünfmal geringer als der von Solarkollektoren, die direkt Wärme liefern. Ohne geeignete Nachheizung, zum Beispiel in Form eines Pelletofens, muss im Winter Strom aus dem Netz bezogen werden. Es ist wichtig zu beachten, dass der Bezug von “dreckigem” Strom im Winter die positive Umweltbilanz des Sommers beeinträchtigen kann, wenn man den Primärenergieeinsatz betrachtet.
Es gibt noch viel mehr zu diesem Thema zu sagen, aber ich möchte auch Raum für Kommentare lassen und bin gespannt, was ihr dazu zu sagen habt. Nur so viel aus meiner Sicht: Echte Stromüberschüsse aus einer Photovoltaikanlage zu verheizen ist in Ordnung, aber es ersetzt keine vollwertige Heizung – genauso wenig wie Schokolade die Basis einer gesunden Ernährung bildet.
Foto: stop-sells / photocase.de
Grafik: asue.de / Uni Essen
