Energieautarkie: Autark heizen und Strom erzeugen

Autark heizen und Strom erzeugen: Energieautarkie für mehr Unabhängigkeit

Hausbesitzer, die ihren heimischen Energiebedarf für Heizwärme, Warmwasser und auch Haushaltsstrom zu 100 Prozent selbst decken, profitieren von der sogenannten Energieautarkie. Im Klartext heißt das: Unabhängigkeit von öffentlichen Versorgern und keine Rechnungen mehr für den eigenen Energieverbrauch. Darüber hinaus bedeutet die autarke Energieversorgung auch einen erheblichen Effekt in Sachen Umwelt- und Klimaschutz. Denn eine energetische Selbstversorgung lässt sich nur mit regenerativen Quellen durchsetzen. Anhand erprobter und bewährter Technologien macht Viessmann den Schritt hin zum energieautarken Haus möglich. In den folgenden Abschnitten lesen Sie mehr zu diesem Thema.

Unterschied zwischen echter und bilanzieller Energieautarkie

Häuser, die einen Großteil der benötigten Energie selbst gewinnen – etwa durch Strom oder Wärme aus einer Solaranlage – lassen sich als energieautark bezeichnen. Dabei ist es wichtig, auf den Unterschied zwischen ‘echter’ und ‘bilanzieller’ Autarkie hinzuweisen.

• Echte autarke Energieversorgung:  Deckt ein Haus seinen Energiebedarf tatsächlich ganz allein, spricht man von echter Autarkie in der Energieversorgung. In der Folge ist dann auch kein Anschluss an die externe Strom- oder Wärmeversorgung mehr nötig.
• Bilanziell autarke Energieversorgung:  Entsprechen die Energiegewinne, die ein autarkes Gebäude jährlich aufweist, den Verbrauchswerten in etwa, spricht man von der bilanziellen Energieautarkie. Ein gutes Beispiel ist das sogenannte Nullenergiehaus, welches genauso viel Energie selbst erwirtschaftet, wie es verbraucht.

Gebäude, deren Energiebilanz ausgeglichen ist – die also eine  bilanzielle Energieautarkie  aufweisen – sind nicht automatisch unabhängig von der externen Versorgung. Denn zwischen der Erzeugung der Energie und dem Spitzenbedarf klafft eine saisonal bedingte Lücke: Während die Photovoltaikanlage im Sommer Überschuss produziert, reicht ihr Ertrag im Winter kaum, um die erhöhte Nachfrage in den kalten Monaten aufzufangen. Das Ungleichgewicht lässt sich ausgleichen, indem auf externe Energieversorger zurückgegriffen wird. Komplett autark versorgt sind Hausbesitzer auf diese Weise also nicht. Technische Lösungen wie Wärmespeicher und Stromspeicher von Viessmann schaffen hier Abhilfe. Die technischen Voraussetzungen für ihre Nutzung werden weiter unten erläutert. Speicherlösungen erhöhen den Grad der Autarkie eines Gebäudes deutlich – und damit die eigene energetische Unabhängigkeit.

Autarkiegrad: Schritt für Schritt zur energetischen Unabhängigkeit

Die Energieautarkie eines Gebäudes lässt sich mit einer Angabe in Grad differenzieren. Der sogenannte Autarkiegrad setzt die benötigte Energie mit der selbst erzeugten Energie in ein Verhältnis und gibt einen Zahlenwert aus. Je höher die  Zahl, desto höher die energetische Unabhängigkeit. Im Umkehrschluss bedeutet das: Je höher der Autarkiegrad, desto geringer die Abhängigkeit vom öffentlichen Netz, den Energieversorgern und den Preisen, die für fossile Brennstoffe auf dem Weltmarkt fällig sind. Pro betrachteter Gebäudeeinheit lassen sich Autarkiegrade für folgende Bereiche unterscheiden:

• Strom
• Wärme
• Gesamtenergie

Ein Haus kann zu 100 Prozent stromautark betrieben werden – es benötigt somit keinen Anschluss an das öffentliche Netz und keinen Zukauf von Versorgungsbetrieben. Doch über die Autarkie bei der Erzeugung von Heizwärme und Warmwasserbereitung ist dadurch noch nichts gesagt. In der heutigen Zeit schwankender Brennstoffpreise und eines Bewusstseins für den Klimaschutz lautet das Ziel: so autark wie möglich. Auch wenn dabei nicht sofort die ‘echte’ und 100-prozentige Autarkie des Gesamtenergiebedarfs erreicht wird: Eine schrittweise Umsetzung dieses Ziels vermeidet hohe Kosten in der Zukunft und hilft, die Klimaschutzziele zu erfüllen.

Energieautarkie im Neubau: Voraussetzungen, Planung und Möglichkeiten

Energieautarkie im Neubau zu erreichen, setzt gute Planung voraus. Denn alle Bestandteile eines Gebäudes müssen optimal aufeinander abgestimmt sein. So dürfen die Hüllflächen nur wenig Energie verlieren, während transparente Bauteile wie Fenster und Türen im Winter viel Solarenergie in das Haus lassen müssen. Installierte Elektrogeräte sollten außerdem besonders effizient arbeiten, um den Stromverbrauch auf ein Minimum zu reduzieren. Sind diese Voraussetzungen geschaffen, stehen die Chancen gut, dass sich ein Gebäude auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten stromautark betreiben lässt.

Besondere Simulationsprogramme ermöglichen es, schon in der Planung potenzielle Wechselwirkungen bei der späteren Versorgung zu berücksichtigen. So lassen sich lange vor Grundsteinlegung die baulichen Grundlagen und die technischen Gegebenheiten so bestimmen, dass eine optimale, autarke Energieversorgung erreicht wird.

Drei Kombinationen im Vergleich: Anhand dreier Kombinationen von verbauten Komponenten lässt sich die autarke Wärme- und Stromversorgung im neugebauten Haus näher betrachten:

• Photovoltaik und Solarthermie
• Photovoltaik und Wärmepumpe
• Photovoltaik und Brennstoffzelle

Autark heizen mit PV und Solarthermie: Unabhängige Wärmeversorgung das ganze Jahr über dank Sonnenenergie

Photovoltaik (PV) in Kombination mit der Solarthermie deckt den jährlichen Wärmebedarf eines Hauses. In erster Linie tut die Solarthermieanlage dies durch großflächige Sonnenkollektoren, die auf dem Dach installiert werden und den Wärmeertrag in einen Wärmespeicher einspeisen. Dabei handelt es sich um einen Wasserspeicher für das Einfamilienhaus. So lässt sich die thermische Energie für lange Zeit bevorraten, bevor sie in den kälteren Monaten verstärkt zum Heizen und für die Warmwasserbereitung verwendet wird. Hierzu zieht das im Einsatz befindliche Heizsystem die Wärme einfach direkt aus dem Speicher, um Räume und Trinkwasser zu erwärmen. Sind die Voraussetzungen günstig, kommen Hausbesitzer, die auf diese Weise autark heizen, bis zum Frühling mit der gespeicherten Energie aus, ohne eine Zusatzheizung in Betrieb nehmen zu müssen. Optional lässt sich der volle Autarkiegrad auch in der Stromversorgung erreichen, indem ein Stromspeicher wie der Vitocharge VX3 installiert wird.

Autark heizen mit Wärmepumpe und PV: Umweltenergie für energetisch sanierte Gebäude

Eine der beliebtesten und zukunftsträchtigsten Heizsysteme ist die Wärmepumpe. Sie gewinnt Wärme aus thermischer Umweltenergie und kann im Sommer sogar zum Kühlen genutzt werden. Damit sie die thermische Energie, die in der Luft, der Erde oder dem Wasser gebunden ist, nutzbar machen kann, benötigt sie Strom – der ideale Anknüpfpunkt für energieautarke Versorgung. Denn eine Photovoltaikanlage liefert diesen Strom praktisch frei Haus, und die Wärmepumpe bezieht ihn direkt aus der PV-Anlage. Was die Solarkollektoren auf dem Dach an Überschuss erzielen, kann durch einen Stromspeicher zeitlich versetzt für kältere Monate verfügbar gemacht werden.

Wärmepumpe und PV erhöhen in Kombination miteinander die Energieautarkie – vorausgesetzt, das Gebäude ist gut gedämmt und die im Haushalt verwendeten Elektrogeräte sind keine unnötigen ‘Stromfresser’. Zudem sollten die Solarmodule und der Stromspeicher der Solaranlage ausreichend groß dimensioniert sein, um eine Versorgung auch in der dunklen Jahreszeit zu gewährleisten.

Autark heizen mit Brennstoffzelle und Photovoltaik – ganzjährig autark dank Wasserstoff

In Verbindung mit einer Photovoltaikanlage und einem Stromspeicher sorgt die Brennstoffzellenheizung für eine unabhängige Strom- und Wärmeversorgung das ganze Jahr hindurch. Der Stromertrag der PV-Anlage wird hier besonders im Sommer für die Versorgung des Haushalts und des E-Autos genutzt. Überschüssige Erträge können in einem Batteriespeicher wie dem Vitocharge VX3 aufgefangen werden. Wenn es draußen dunkler und kälter wird, kann der Wärmeerzeuger, hier also die Brennstoffzelle, vermehrt die Stromerzeugung übernehmen. Ist die Solaranlage großflächig genug ausgelegt, kann sie im Winter dank Speicher ebenfalls den Bedarf decken und so eine hohe Eigenverbrauchs- und Autarkierate erzielen.

Energieautarkie im Einfamilienhaus – was lohnt sich wann?

Technisch betrachtet lohnt sich eine komplett autarke Wärme- und Stromversorgung nur, wenn die Kollektoren und Speicher sehr großzügig bemessen sind. Das Verhältnis zwischen eingesparten Energiekosten und getätigter Anfangsinvestition muss deshalb in einem bestimmten Rahmen bleiben, damit eine Amortisation möglich ist. Für Einfamilienhäuser ist es deshalb in der Regel unwirtschaftlich, eine volle Autarkie zu 100 Prozent anzustreben. Hier empfiehlt es sich, einen möglichst hohen Autarkiegrad zu erreichen und trotzdem – sei es nur zu Spitzenlastzeiten – auf den Anschluss an das öffentliche Netz von Strom und Wärme zurückzugreifen. Mehrfamilienhäuser, Kommunen und Industrieobjekte können hingegen von dem größeren finanziellen und technischen Aufwand einer hundertprozentigen Autarkie profitieren, und zwar auf lange Sicht. Dafür sind eine gute Planung und ein verantwortungsvoller Umgang mit den technischen Möglichkeiten und den eigenen Ressourcen unabdingbar. 

Energieanbieter prüfen und gegebenenfalls wechseln:  Die Entscheidung für Ökogas und Ökostrom fördert den Ausbau und die Nutzung erneuerbarer Energien. Darum lohnt es sich, die eigenen Anbieter auf Herz und Nieren zu prüfen und gegebenenfalls über einen Wechsel nachzudenken. Denn hier entscheidet sich, woher die Energie kommt, die wir verbrauchen, und aus welchen Quellen sie stammt.  

Bei Haushaltsgeräten auf Energieeffizienz setzen:  Nicht nur bei der Heizung lohnt es sich, auf Effizienz zu achten: Bei Ihnen steht die Anschaffung einer neuen Waschmaschine, eines neuen Kühlschranks oder sonstiger Geräte für Küche und Hobbykeller an? Dann achten Sie auf die Energieeffizienzklasse und darauf, wie viel Strom die Apparate verbrauchen. Nichts ist effizienter, als langfristig Energielöcher zu stopfen und den Stromfressern von einst den Stecker zu ziehen.

Weniger und sinnvoller heizen:  Auch die effizienteste und vorbildlichste Heizungsanlage kann noch mehr sparen, wenn sie in Maßen eingesetzt und optimal auf den wirklich Heizwärme- und Warmwasserbedarf eingestellt ist. Am günstigsten ist schließlich diejenige Energie, die gar nicht erst verbraucht wird. Apropos Einstellung: Nutzen Sie die heutigen Mittel der Technik von  Smart Home  und intelligentem Anlagenmanagement, um Energie kosten zu sparen. Viessmann kann Ihnen hier mit innovativen Lösungen rund um die Regelung und Steuerung der Energieerzeuger weiterhelfen.

Warmwasser sparen:  Benötigen wir wirklich das ganze Warmwasser, das wir jährlich verbrauchen? Gerade im Bereich Warmwasser lässt sich mit einer einfachen Umstellung von Gewohnheiten viel Energie sparen – der Umwelt und dem eigenen Geldbeutel zuliebe. Also denken Sie beim autarken heizen auch über die autarke Wassernutzung nach. Hierfür gibt es beispielsweise intelligente Duschköpfe und weitere Methoden, um den  Warmwasserbrauch zu optimieren.  

Energetische Sanierung:  Maßnahme zur energetischen Optimierung des eigenen Zuhauses gibt es viele. Vom hydraulischen Abgleich der Heizungsanlage bis hin zur  besseren Dämmung von Fassaden und Fenstern. Dabei wird nicht nur das Sparpotenzial ausgeschöpft, sondern auch der Wert der eigenen Immobilie erhöht. Informieren Sie sich über die einzelnen Möglichkeiten doch beispielsweise in unseren  Ratgebern zur Energieeffizienz.