Was sind hybride Heizungen für Industrie und Gewerbe?

Hybride Heizsysteme sind Heizungssysteme, die unterschiedliche Energiequellen kombinieren, um effizienter und vor allem umweltfreundlicher zu arbeiten. Typischerweise integrieren sie erneuerbare Energien wie Solarenergie, Biomasse oder Wärmepumpen mit konventionellen Heizmethoden, beispielsweise Gasheizungen. Solch eine Kombination ermöglicht es, die Vorteile verschiedener Energiequellen zu nutzen und gleichzeitig die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Hybride Systeme können flexibel auf die jeweiligen Energiebedingungen reagieren und tragen so zu einer nachhaltigeren Energieversorgung bei.

Es ergibt sich zum Beispiel die Möglichkeit elektrische Wärmepumpen im Verbund mit einer Strahlungsheizung zu betreiben. Dabei wird die Grundlast von den Wärmepumpen übernommen, die Spitzenlast an extrem kalten Tagen, in denen der Wirkungsgrad der Wärmepumpen nachlässt, von einer Strahlungsheizung abgedeckt. Das spart Geld und Energie: im Vergleich zur „Nur-Wärmepumpenlösung“ lassen sich Investitionskosten von 40%-50 % einsparen. Darüber hinaus reduzieren sich die Stromkosten je nach Anzahl der Kältetage.

Vorteile und Nachteile der Systeme

Für viele Gebäude ist die Strahlungsheizung aufgrund ihrer Höhe oder der Nutzung das geeignetste Heizungssystem, da sie keine warme Luft produziert. Zudem können moderne Strahlungsheizungen mit grünem Flüssiggas oder Wasserstoff betrieben werden und bieten damit die Möglichkeit, die CO₂-Emissionen zu reduzieren bzw. komplett CO₂-neutral zu heizen. Fairerweise muss man jedoch erwähnen, dass es bei Wasserstoff-Anlagen noch an der Verfügbarkeit und an den relativ hohen Brennstoffkosten scheitert. Das wird sich die nächsten Jahre ändern.

Legende: DS = Dunkelstrahler | WP = Wärmepumpen | E-IR = elektrische Infrarot Strahler

Die Vorteile von Hybriden Heizungen:

• Umweltfreundlichkeit: Hybride Heizungen integrieren erneuerbare Energiequellen, reduzieren dadurch den Verbrauch fossiler Brennstoffe und verringern somit die Umweltauswirkungen.
• Energieeffizienz: Die Kombination aus erneuerbaren Energien und konventionellen Methoden macht hybride Heizungen effizienter, da sie verschiedene Energiequellen je nach Bedarf nutzen können. Außerdem kann gegebenenfalls eigen erzeugte Energie, wie z.B. aus Photovoltaik, genutzt werden.
• Kosteneinsparungen: Durch die Nutzung kostenloser oder preiswerter erneuerbarer Energien können langfristig Heizkosten gesenkt werden. Investitionskosten können im Vergleich zu einer reinen Wärmepumpenlösung um ca. 50% gesenkt werden.
• Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen: Hybride Systeme verringern die Abhängigkeit von begrenzten fossilen Brennstoffen, was langfristig zu einer stabileren Energieversorgung beiträgt, geben jedoch auch die Flexibilität auf das Energienetz zurückzugreifen.
• Förderung nachhaltiger Praktiken: Die Nutzung erneuerbarer Energien in hybriden Heizungen wird vielmals finanziell unterstützt, so dass die Investitionen niedriger gehalten werden können.
• CO₂-Reduktion und Vermeidung von CO₂-Steuer bzw. CO₂-Zertifikaten
• Zusatznutzen der Kühlfunktion von Wärmepumpen

Die wesentlichen Nachteile von hybriden Heizungen.

Einige potenzielle Nachteile im Vergleich zu rein fossilen Heizungen könnten sein:

• Abhängigkeit von Umweltbedingungen: Die Effizienz hybrider Systeme kann stark von Umweltbedingungen abhängen, insbesondere bei solaren oder windbetriebenen Elementen.
• Technologische Entwicklungen: Da erneuerbare Technologien sich weiterentwickeln, könnten heutige hybride Systeme möglicherweise in Zukunft als weniger fortschrittlich betrachtet werden.
• Regelungstechnischer Mehraufwand

Beispiele von Hybriden Lösungen

• Wärmepumpe + elektrische Infrarot-Heizsysteme

Wärmepumpen-Anteil und Elektrostrahler-Anteil werden sinnvoll nach dem Nutzungsverhalten ausgewählt. Pauschal werden zumindest 30 % der Wärmelast über die Wärmepumpe abgedeckt.

Elektrostrahler werden arbeitsplatzbezogen installiert und nur an extrem kalten Tagen verwendet, wenn die Wärmepumpenheizung nicht mehr ausreicht.

• Gas-Dunkelstrahler + elektrische Wärmepumpe

Hier wird der Gas-Dunkelstrahler-Anteil mit ca. 30% der Wärmelast angesetzt, was in der Regel etwa einer Bereitstellung von 65% der Verbrauchswärme darstellt.

• Wärmepumpe + elektrische Torluftschleier

Wärmepumpenanteil und der Torluftschleier-Anteil werden sinnvoll nach dem Nutzungsverhalten ausgewählt. Pauschal werden zumindest 30 % der Wärmelast über die Wärmepumpe abgedeckt.

Elektrisch beheizte Torluftschleier werden nur an extrem kalten Tagen verwendet, wenn die Wärmepumpenheizung nicht mehr ausreicht, ansonsten werden die Torluftschleier unbeheizt im Umluftbetrieb genutzt, um weitere Effizienzgewinne an den Toren zu erzielen.

Zu allen Varianten können zusätzlich effizienzsteigernde Maßnahmen unternommen werden, wie zum Beispiel der Einsatz von HVLS-Ventilatoren, Torluftschleier und  RLT-Geräten.

Fazit: Sind hybride Systeme eine wirtschaftliche Alternative?

Hybridlösungen erfordern bei der Auslegung einen genauen Blick in die Nutzung der Hallenbauten. Darum ist Bauherren, Planern und Betreibern von Industriehallen zu raten, einen Experten (Energieberater, Heizungsbauer oder Hersteller wie Schwank) hinzuzuziehen, der die verschiedenen Erfüllungsoptionen zukunftsorientiert als auch mit einem ganzheitlichen Blick auf Wirtschaftlichkeit und Sinnhaftigkeit bewertet.

Klar ist: Unternehmen müssen sich die neue Heizung auch morgen noch leisten können, dafür sind hybride Lösungen mehr als nur eine Alternative. Optional zu betrachten ist auch die Möglichkeit einer wasserstofffähigen Strahlungsheizung, die später bei voraussichtlicher Verfügbarkeit von Wasserstoff umgestellt werden kann. Hier können Sie mehr dazu lesen: geniumSchwank