CO2-neutral heizen: Funktioniert das?

Das Treibhausgas Kohlendioxid, abgekürzt CO₂, ist ein ganz natürlicher Bestandteil der Erdatmosphäre. Und das ist auch gut so. Berechnungen kommen zu dem Ergebnis, dass die mittlere Temperatur auf der Erde bei -18°C läge, wenn kein CO₂ in der Atmosphäre vorhanden wäre. Die Erde würde sich in einen Eisplaneten verwandeln.

CO₂ entsteht bei der Verbrennung von Stoffen, die Kohlenstoff enthalten. Solche Stoffe sind zum Beispiel Holz, fossile Energieträger wie Erdöl, Erdgas und Kohle, aber auch Nahrungsmittel. Natürliche Quellen sind daher Waldbrände und die Verbrennung von Nährstoffen durch Organismen. Auch Menschen gewinnen ihre zum Überleben notwendige Energie aus der Verbrennung von Nährstoffen im Körper und atmen dabei CO₂ aus. Eine weitere natürliche Quelle sind Vulkane, die in Gestein gebundenes CO₂ freisetzen.

Pflanzen hingegen benötigen CO_2, um es mit Hilfe von Sonnenlicht in der Photosynthese in Kohlenhydrate zu verwandeln. Im natürlichen CO₂-Kreislauf halten sich Freisetzung und Verbrauch die Waage. Über die vergangenen Hunderttausende von Jahren hinweg hat sich so eine im Wesentlichen gleichbleibende Menge an CO₂ in der Atmosphäre eingependelt.

In den letzten 800.000 Jahren lag die Menge an CO₂ immer zirka zwischen 200 und 300 ppm. Dabei verteilt sich das Treibhausgas gleichmäßig in der gesamten Atmosphäre. Tageszeitliche und räumliche Schwankungen sind sehr gering. Ppm ist eine Abkürzung aus dem Englischen und steht für Teile pro Million. Die Einheit drückt aus, dass sich unter einer Million Luftmolekülen 200 bis 300 CO₂-Moleküle befinden.

Erst die massive Verbrennung von fossilen Energieträgern in den vergangenen 150 Jahren hat die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre auf mittlerweile über 430 ppm anwachsen lassen.¹ Im vorindustriellen Zeitalter lag der Wert bei rund 280 ppm – heute liegt die Konzentration damit rund 53% darüber.²

Die Folgen: Es wird heißer und wenn es der Menschheit nicht gelingt, den CO₂-Anstieg zu stoppen, drohen dramatische Entwicklungen. Beispielsweise können sich Wüsten ausbreiten und Wetterereignisse wie Trockenheit, Starkregen und Stürme an Gewalt zunehmen. Außerdem besteht die Gefahr, dass viele Küstengebiete infolge des Meeresspiegelanstiegs unbewohnbar werden.

Wissenschaftler haben ermittelt, wie viel jeder Einzelne zum CO₂-Ausstoß beiträgt. Dieser CO₂-Fußabdruck kann individuell sehr unterschiedlich ausfallen. Auch zwischen den Ländern gibt es große Differenzen. In Deutschland verursacht jeder Bürger im Durchschnitt einen CO₂-Fußabdruck von knapp 10 Tonnen CO₂-Äquivalenten im Jahr.³ Zum Vergleich: In vielen afrikanischen Ländern ist es weniger als eine halbe Tonne.

Nach aktuellem Wissensstand muss der klimaverträgliche Pro-Kopf-Ausstoß bei deutlich unter einer Tonne CO₂-Äquivalenten pro Jahr liegen.⁴ Bis spätestens 2045 muss Deutschland seinen CO₂-Ausstoß auf netto null senken.⁵

Klar ist, dass sich der CO₂-Fußabdruck der Deutschen massiv verringern muss und zwar so schnell wie möglich. Je länger nichts oder wenig geschieht, desto einschneidender muss die CO₂-Reduktion später ausfallen. Die Bundesregierung sieht im möglichst CO₂-neutralen Heizen der privaten Haushalte einen wichtigen Baustein auf dem Weg zu ihrem Ziel, Deutschland bis 2045 klimaneutral zu machen. Denn das Heizen verbraucht über zwei Drittel der Energie in Privathaushalten.⁶ Doch geht klimaneutrales Heizen überhaupt?

Die gute Nachricht: Jeder Einzelne kann dazu beitragen, CO₂ zu reduzieren. Auch, wenn das Ziel der CO₂-Neutralität nicht überall sofort zu erreichen ist, birgt die Wärmeversorgung großes Einsparpotenzial.

Laut Studien sind die CO₂-Emissionen bei der Wärmepumpe verhältnismäßig niedrig. Eine Langzeitstudie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) hat 77 Wärmepumpen in Ein- bis Dreifamilienhäusern über vier Jahre hinweg gemessen: Die Anlagen erreichten Jahresarbeitszahlen von 2,6 bis 5,4 und verursachten 2024 rund 64% weniger CO₂-Emissionen als vergleichbare Erdgasheizungen – unter Berücksichtigung des aktuellen deutschen Strommix.⁷ Entgegen weit verbreiteter Meinungen heizt die Wärmepumpe laut derselben Studie in der Regel auch alte Gebäude zuverlässig über das ganze Jahr, ohne dass diese zuvor auf Neubaustandard saniert werden müssen. 

Bei einem unsanierten Altbau mit kleinen Radiator-Heizkörpern muss die Wärmepumpe mehr Leistung erbringen, was ihre Effizienz und damit auch ihre CO₂-Bilanz verschlechtert. Um die Vorteile der Wärmepumpe im Altbau optimal auszuspielen, sind in diesem Fall häufig Investitionen für die Gebäudemodernisierung sinnvoll.

Hinzu kommt: Die Berechnung beruht auf dem heutigen Strommix und bildet nur die Betriebsphase ab, nicht die Herstellung des Geräts. Je mehr erneuerbare Energien zukünftig zur Stromversorgung beitragen, desto weniger CO₂ verursacht der Betrieb einer Wärmepumpen-Heizung.

Komplett CO₂-neutral heizen Sie mit einer Wärmepumpe also auch nicht, zumal die Herstellung des Geräts ebenfalls Energie braucht.

Eine Sonnenheizung braucht optimale Voraussetzungen, um CO₂ einzusparen. Ein direkter Vergleich mit anderen Heizsystemen ist schwierig, da eine Solarthermieanlage allein selten den gesamten Wärmebedarf eines Gebäudes deckt und meist mit einem zweiten Heizsystem kombiniert wird.

In den meisten Häusern stehen heute Kessel, die fossile Brennstoffe wie Öl oder Gas verbrennen. Bei dieser konventionellen Technik ist der CO₂-Ausstoß natürlich hoch.

• Ein Heizölkessel verursacht mit zirka 266 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde Wärme mehr CO₂ als ein Gaskessel, der bei zirka 201 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde liegt.⁹

• Auch moderne Brennwertgeräte bleiben, wie oben beschrieben, über dem CO₂-Niveau einer Wärmepumpe.¹⁰

Bei einer durchschnittlichen 70-Quadratmeter-Wohnung mit Gasheizung entstehen laut Heizspiegel pro Jahr rund 2 Tonnen CO₂ durch das Heizen.¹¹ Das ist schon für eine einzelne Person doppelt so viel wie der klimaverträgliche Zielwert von deutlich unter einer Tonne pro Jahr.

Hier gilt das gleiche, CO₂-neutrales Heizen ist nicht möglich: Auch wenn Sie mit Holzpellets aus verantwortungsvoll bewirtschafteten Wäldern heizen, entstehen in etwa bei der Herstellung und dem Transport CO₂-Emissionen.

• Der Brennstoff Holz setzt beim Verbrennen im Wesentlichen die Menge CO₂ frei, die der Baum zuvor beim Wachstum aus der Atmosphäre aufgenommen hat. Das unterscheidet Holz von fossilen Brennstoffen wie Öl oder Gas, die zusätzliches CO₂ freisetzen, das sich über Jahrmillionen im Boden angesammelt hat.

• Der Herstellungsprozess verbraucht beim Zerkleinern des Holzes und beim Pressen zu Pellets Energie.

• Auch der Tankwagen, der die Pellets zu Ihnen nach Hause liefert, fährt mit Diesel und stößt daher CO₂ aus.

• Hinzu kommt auch der Energieaufwand für die Herstellung der Heizung selbst.

• Unter Berücksichtigung dieser Faktoren liegt der CO₂-Ausstoß einer Pelletheizung bei rund 36 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde Wärme.¹² Das ist deutlich unter dem einer fossil betriebenen Heizung, aber eben nicht null.

• In diesen Wert fließen neben reinem CO₂ auch andere Treibhausgase wie Methan und Stickoxide ein, umgerechnet in CO₂-Äquivalente.

Etwas geringer fällt der CO₂-Fußabdruck aus, wenn Sie mit Stückholz statt Pellets heizen, denn dann entfällt der Energieaufwand für die Herstellung der Holzpellets. Das Heizen mit Holz hat jedoch auch seine Nachteile, wozu wir weiter unten im Detail kommen.

Auch wenn die Brennstoffart der Heizung einen Einfluss auf den CO₂-Ausstoß hat – das individuelle Heizverhalten der Bewohner spielt auch eine Rolle.

• Drehen Sie beim Lüften immer alle Heizkörper aus?

• Brauchen Sie es sehr warm oder reicht Ihnen eine etwas kühlere Raumtemperatur?

• Sind Sie oft zu Hause oder meistens bei der Arbeit und am Wochenende viel unterwegs?

Auch solche Faktoren wirken sich auf die Klimabilanz Ihrer Heizung aus. Wenn Sie den individuellen CO₂-Fußabdruck Ihrer Heizung wissen möchten, können Sie den CO₂-Rechner des Umweltbundesamtes nutzen. Dieser rechnet genau aus, wieviel CO₂ Ihre Heizung ausstößt und vergleicht diesen Wert mit dem Durchschnitt aller Bundesbürger.

Übrigens können Sie mit einer modernen Heizung auch viel Geld sparen: Vermieter müssen zum Beispiel eine CO₂ Abgabe bezahlen. Die Höhe ist abhängig vom Ausstoß.

Wer sein Zuhause mit möglichst wenig CO₂-Ausstoß heizen möchte, sollte auf moderne Heizsysteme setzen.

Wärmepumpen sind effizient (SCOP 191–194% nach EU Verordnung Nr. 811/2013) und profitieren von attraktiven Fördermöglichkeiten. Mit einer Luftwärmepumpe entfallen außerdem Grabungen und Erschließungen. Das große Potenzial der Wärmepumpen zeigt sich schon heute auf dem Markt:

Solarthermieanlagen decken in den meisten Fällen nur einen Teil des Wärmebedarfs ab und werden mit einem zweiten Heizsystem kombiniert. Viele Haushalte können auf diese Weise einen Teil der benötigten Energie aus einer Solarthermieanlage beziehen. Mehr dazu finden Sie im Artikel „Solarthermie Funktion".

Holzheizungen haben den Vorteil, dass sie in den meisten Häusern ohne große Umbauten zum Einsatz kommen können. Allerdings ist der Rohstoff Holz begrenzt. Wie sich eine Holzheizung im Betrieb auf die CO₂-Bilanz auswirkt, hängt von der Holzherkunft ab: Nur wenn nicht mehr Holz verbrennt, als in den bewirtschafteten Wäldern nachwächst, steht der freigesetzten CO₂-Menge eine entsprechende Menge an neu gebundenem CO₂ gegenüber.

Idealerweise muss das Holz auch aus der Region stammen, damit der CO₂-Fußabdruck des Transports akzeptabel bleibt. Außerdem stoßen Holzheizungen im Gegensatz zu Wärmepumpen gesundheitsschädlichen Feinstaub aus. Deshalb ist es beim Heizen mit Holz auch so wichtig, auf den richtigen Umgang mit der Anlage zu achten. CO₂-neutral ist das Heizen jedenfalls auch hier nicht.

Klar ist: Je effizienter eine Heizungsanlage den Brennstoff ausnutzt, desto besser ist das für den CO₂-Fußabdruck. Ein gutes Hilfsmittel für die Unterscheidung von Heizungen bietet das Energielabel der Europäischen Union. Es kennzeichnet die Energieeffizienz von Heizsystemen mit Buchstaben, so wie es von Waschmaschinen oder Fernsehern schon lange bekannt ist.

Eine Heizung sollte richtig ausgelegt sein. Achten Sie daher beim Kauf der Heizung darauf, dass die Wärmeleistung der Heizungsanlage nicht zu groß ausfällt. Lassen Sie sich am besten vom Heizungsbauer beraten.

Auch das Zusammenspiel der Heizsysteme für die Raumheizung und das Warmwasser ist wichtig. Hohe Temperaturen und unnötig große Bereitschaftsvolumina verschlechtern die Effizienz. Eine große Solaranlage hingegen versorgt Sie von April bis Oktober mit ausreichend Warmwasser. Der Heizkessel oder auch die Wärmepumpe bleibt dann aus.

Mit einem CO₂-Ausstoß von knapp 10 Tonnen CO₂-Äquivalenten pro Kopf ist der durchschnittliche CO₂-Fußabdruck in Deutschland viel zu hoch. Das Ziel muss sein, diesen möglichst schnell auf deutlich unter eine Tonne zu bewegen. Nur so hat Deutschland die Chance, bis zum Jahr 2045 klimaneutral zu werden.

Jeder Einzelne kann einen Beitrag zur CO₂-Reduktion leisten und sich Ziele setzen. Was können Sie heute, kurz-, mittel- und langfristig tun, um Ihren CO₂-Fußabdruck zu verbessern? Die Heizung als größter CO₂-Erzeuger im Haushalt bietet viele Einsparmöglichkeiten und ist insbesondere für Gebäudeeigentümer eine Option, die ersten Schritte in Richtung CO₂-Reduktion zu gehen.

¹: NOAA Global Monitoring Laboratory: Trends in CO₂, CH₄, N₂O, SF₆

²: Umweltbundesamt: Atmosphärische Treibhausgas-Konzentrationen

³: Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN): Kohlenstoffdioxid-Fußabdruck pro Kopf in Deutschland

⁴: Umweltbundesamt: Wie hoch sind die Treibhausgasemissionen pro Person in Deutschland und wie viel wäre klimaverträglich?

⁵: Umweltbundesamt: Treibhausgasminderungsziele Deutschlands

⁶: Umweltbundesamt: Energieverbrauch privater Haushalte

^{7, 10}: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE: Wärmepumpen heizen auch im Altbau klimafreundlich – Forschungsprojekt des Fraunhofer ISE abgeschlossen

⁸ Verbraucherzentrale: Solarthermie: So nutzen Sie Solarenergie für Heizung und Warmwasser

^{9, 12} BAFA: Informationsblatt CO₂-Faktoren

¹¹ co2online.de: Heizkosten pro m² – Vergleich und Rechner