RP-Energie-Lexikon
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Elektroheizung

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Definition: die Heizung eines Gebäudes mit elektrischer Energie

Englisch: electric heating

Kategorien: elektrische Energie, Haustechnik, Wärme und Kälte

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 02.05.2010; letzte Änderung: 16.03.2017

Der Begriff Elektroheizung (auch Elektrogebäudeheizung, Stromheizung oder Widerstandsheizung) steht im Allgemeinen für die Heizung von Gebäuden mit elektrischer Energie, wobei diese direkt für die Wärmeerzeugung verwendet wird: Wärme (Elektrowärme) entsteht dadurch, dass widerstandsbehaftete Leiter von elektrischem Strom durchflossen werden. Nicht eingeschlossen ist also z. B. die Wärmepumpenheizung mit einer Elektrowärmepumpe, weil dort lediglich elektrische Energie zum Antrieb eines Kompressors verwendet wird und die Wärme dann in einer Wärmepumpe entsteht.

Elektroheizungen werden in recht unterschiedlichen Varianten verwendet, die in den folgenden Abschnitten beschrieben werden.

Elektro-Direktheizung

Bei der Elektro-Direktheizung (Stromdirektheizung) wird die Heizwärme direkt an den beheizten Raum abgegeben. Hierfür gibt es verschiedene Formen:

Elektro-Direktheizungen weisen besonders niedrige Installationskosten auf, etwa im Vergleich zu einem Zentralheizungssystem. Die Betriebskosten sind jedoch hoch, weil die mangelnde Energieeffizienz der Elektroheizung (siehe unten) dann meist auch nicht nicht kostengünstige Stromtarife ausgeglichen werden kann. Anders als von Herstellern oft behauptet (oder suggeriert) wird, sind die Betriebskosten kaum abhängig vom Fabrikat und auch bei neusten Geräten nicht nennenswert niedriger.

Elektrospeicherheizung

In einer Elektrospeicherheizung (oder Nachtspeicherheizung) wird nachts oder zu anderen Schwachlast-Zeiten ein Wärmespeicher aufgeheizt, dessen Wärme dann auch zu anderen Zeiten genutzt werden kann. Hierfür gibt es unterschiedliche Arten der Realisierung:

Der Vorteil der Elektrospeicherheizung gegenüber der Elektro-Direktheizung ist, dass der Speicher zu geeigneten Zeiten mit Nachtstrom (Niedertarif-Strom) aufgeheizt werden kann, der oft wesentlich kostengünstiger geliefert wird. Allerdings sind die Installationskosten vor allem bei der zentralen Variante deutlich höher, und die Energieeffizienz (siehe unten) ist wegen der Bereitschafts- und Verteilungsverluste häufig noch schlechter.

Mangelnde Energieeffizienz der Elektroheizung

Die Umwandlung elektrischer Energie in Wärme in einer Elektroheizung erfolgt zwar mit 100 % Wirkungsgrad, d. h. hierbei geht keine Energie verloren. Jedoch ist die Herstellung elektrischer Energie (Stromerzeugung) z. B. in Wärmekraftwerken meist mit großen Energieverlusten verbunden, so dass der Gesamtwirkungsgrad (Systemwirkungsgrad) sehr niedrig ist. Wird z. B. Strom aus Braunkohlekraftwerken verwendet, liegt der Wirkungsgrad der Stromerzeugung meist nur zwischen 30 und 40 %, und zusätzlich gehen einige Prozente bei der Stromverteilung verloren. Im allerbesten Fall von Wärmekraftwerk – ein modernstes GuD-Kraftwerk nahe dem Verbraucher – liegt der Systemwirkungsgrad bei ca. 55 bis 60 %. Solche Werte können z. B. von guten Heizkesseln ohne Weiteres übertroffen werden, auch unter Berücksichtigung des Energieaufwands für den Transport des Brennstoffs.

Die Ineffizienz der Elektroheizung kann ebenfalls mit dem Begriff der Exergie erklärt werden: Die Umwandlung elektrischer Energie in Niedertemperaturwärme verursacht einen großen Exergie-Verlust. Dies bedeutet qualitativ, dass hochwertige elektrische Energie in einem irreversiblen Prozess in nur noch für Heizzwecke nutzbare Niedertemperaturwärme umgewandelt wird.

Es sei angemerkt, dass auch in einem Heizkessel ein großer Exergieverlust auftritt. Allerdings ist dieser immerhin deutlich geringer, als wenn der Brennstoff zunächst für die Stromerzeugung (ohne Kraft-Wärme-Kopplung) eingesetzt wird und dieser Strom dann für Elektroheizungen verwendet wird.

Wohlgemerkt ist dem Grundproblem, dass die Elektroheizung wertvolle Exergie in Heizwärme umwandelt, mit besseren Konstruktionen von Elektroheizungen nicht beizukommen. Bestenfalls kann man die erzeugte Wärme gezielter dorthin bringen, wo sie benötigt wird.

In Deutschland verursachen Elektroheizungen immer noch ca. 13 % des gesamten Stromverbrauchs aller privaten Haushalte, obwohl nur ca. 4 % der Häuser elektrisch beheizt werden. EU-weit liegt dieser Anteil sogar bei fast 30 %, wenn elektrische Kamineinsätze und mobile Heizgeräte mit berücksichtigt werden. Dies zeigt, dass hier ein enormes Einsparpotenzial besteht, entsprechend der Produktion einer Vielzahl von Großkraftwerken.

Welche Stromerzeugung ist für Elektroheizungen geeignet?

Eine umweltfreundliche und praktikable Methode der Stromerzeugung für Elektroheizungen gibt es also nur, wenn große saisonale Speicher für den langfristigen Ausgleich von Erzeugung und Bedarf zur Verfügung stehen, die nicht anderweitig benötigt werden. Dies ist für die meisten Länder derzeit nicht in Sicht.

Kosten des Betriebs von Elektroheizungen

Da elektrische Energie eine besonders wertvolle Energieform ist und mit aufwendigen Methoden hergestellt werden muss, ist sie pro Kilowattstunde deutlich teurer als bei anderen gängigen Endenergiequellen. Bei normalen Haushaltsstromtarifen kostet eine Kilowattstunde, aus der die Elektroheizung dann eine Kilowattstunde Heizwärme erzeugt, in Deutschland rund 25 Cent. Dies entspräche einem Heizölpreis von knapp 2,50 € pro Liter – also weit höher als bisher gesehen. Auch bei Verwendung von Nachtstrom mit entsprechend niedrigerem Arbeitspreis liegen die Betriebskosten höher als mit typischen anderen Heizungssystemen, etwa Ölheizungen, Gasheizungen oder Pelletheizungen. Bei einer Elektro-Direktheizung kommt dazu, dass ein wesentlicher Teil der bezogenen Energie in die Hochtarifzeit fällt.

Auf der anderen Seite sind die Installationskosten bei der Elektro-Direktheizung erheblich niedriger als die von typischen anderen Heizungssystemen. (Die Wartungskosten sind ebenfalls niedriger, jedoch fällt dies weniger ins Gewicht.) Man fährt also anfangs mit der Elektroheizung günstiger, aber im Laufe der Jahre entsteht ein zunehmender Kostennachteil. Da allerdings die Umrüstung auf eine alternative Lösung (siehe unten) in einem Haus mit noch fehlender Zentralheizungsanlage aufwendig ist, fällt der Umstieg etlichen Hausbesitzern trotzdem schwer.

In Ländern wie Österreich, Frankreich, Norwegen oder der Schweiz, wo die Strompreise niedriger sind, sind die Betriebskosten entsprechend niedriger. Auch dort sind sie aber viel höher als z. B. mit einer Gasheizung.

Elektroheizungen und benötigte Stromnetze

Da Elektroheizungen den höchsten Strombedarf in den Winterwochen aufweisen, in denen die Jahreshöchstlast erreicht wird, tragen sie zu dieser wesentlich bei. Zwar kann ihr Bezug im Rahmen des Lastmanagements innerhalb von 24 Stunden verschoben werden, jedoch nicht über längere Zeiträume. An Tagen mit hohem Heizstrombedarf bleibt die Belastung der Netze praktisch rund um die Uhr hoch; es bleibt keinerlei Nachtstromtal mehr, und die Höchstlast wird häufig sogar nachts erreicht.

Gerade auch das lokale Verteilungsnetz wird von dem Betreiber einer Elektroheizung weitaus mehr beansprucht als von einem anderen Haushaltskunden – übrigens auch weitaus mehr als vom Betreiber einer typischen Photovoltaikanlage.

Unter diesen Bedingungen ist es klar, dass die benötigten Netzkapazitäten wesentlich von den Elektroheizungen (auch von den Nachtspeicherheizungen) mitbestimmt werden. Es ist daher nicht gerechtfertigt, Heizstromtarife sogar mit reduziertem Netznutzungsentgelt anzubieten. Eher wäre sogar ein Zuschlag angemessen, da es dieser jahreszeitlich ungünstig schwankende Verbrauch schwerer macht, die Kraftwerke und Netze effizient zu nutzen.

Energieeffizientere Alternativen zur Elektroheizung

Wesentlich effizienter als die Elektroheizung ist die Wärmepumpenheizung. Eine Elektrowärmepumpe kann pro Kilowattstunde elektrischer Energie eine mehrfache Menge von Wärme erzeugen, indem kostenlose Umweltwärme (oder Abwärme) zusätzlich genutzt wird. Das Verhältnis von erzeugter Heizwärme und eingesetzter elektrischer Energie ist die Leistungszahl, bzw. im Jahresmittel die Jahresarbeitszahl. Typische Jahresarbeitszahlen von Elektrowärmepumpen liegen je nach Ausführung und Anwendungsfall zwischen 2,5 und 4, während die Elektroheizung den Wert 1 hat. Somit ist der Primärenergieverbrauch einer Elektroheizung typischerweise zweieinhalb- bis viermal höher als bei einer Wärmepumpenheizung.

Der Einsatz eines Heizkessels ist ebenfalls praktisch immer energieeffizienter als eine Elektroheizung, gleich ob der Kessel mit Heizöl, Erdgas, Kohle oder Holzpellets befeuert wird. (Allenfalls einzelne sehr alte Heizkessel könnten noch schlechter sein.) Ebenfalls gilt dies für die Umstellung auf einen Fernwärmeanschluss.

Wenn die Stromerzeugung mit Kraft-Wärme-Kopplung erfolgt, sieht der Gesamtwirkungsgrad auch für die Elektroheizung günstiger aus. Auch die Verwendung von Ökostrom würde den Verbrauch nicht erneuerbarer Primärenergie verringern. Jedoch ändert dies nichts daran, dass eine Elektrowärmepumpe zweieinhalb- bis viermal weniger elektrische Energie benötigen würde.

Grundsätzlich ist zu beachten, dass natürlich auch der Heizwärmebedarf eine große Rolle für die Energieeffizienz des beheizten Hauses spielt. Er kann insbesondere durch Wärmedämmung massiv reduziert werden.

Förderung der Elektroheizung; Subventionierung und irreführende Werbung

Die Verbreitung von Elektroheizungen, insbesondere in der Form von Elektrospeicherheizungen, wurde vor allem in der Vergangenheit mancherorts von den Energieversorgungsunternehmen (EVU) mit den verschiedensten Mitteln gefördert. Vor allem wurden finanzielle Anreize für den Bau von Elektroheizungen geschaffen, insbesondere durch entsprechende Stromtarife: Elektrospeicherheizungen können mit stark vergünstigtem Nachtstrom betrieben werden, selbst wenn das “Nachtstromtal” im Winter vielerorts schon völlig ausgefüllt ist. Elektroheizungen werden also immer noch gefördert, obwohl das ursprüngliche Argument, der dafür nötige Strom würde mit sonst nicht verwendbaren Erzeugungskapazitäten hergestellt, oft längst nicht mehr zutreffend ist. Im Gegenteil erfordern gerade die hohen Leistungen, die Elektroheizungen an kalten Wintertagen beziehen, am ehesten zu Engpässen, die Vergrößerungen der Kapazitäten von Erzeugung und Stromverteilung notwendig machen. Wenn trotzdem vergünstigte Tarife angeboten werden (auch mit reduzierten Netznutzungsentgelten), entspricht dies einer volkswirtschaftlich unsinnigen Subventionierung energieverschwendender Heizungen auf Kosten von Kleinverbrauchern, die die Energie oft effizienter nutzen.

In früheren Jahren wurden von Energieversorgungsunternehmen sogar Prämien für die Errichtung von Elektrospeicherheizungen gezahlt. Inzwischen gibt es aber vielerorts umgekehrt Zuschüsse für Betreiber von Elektroheizungen, die diese wieder durch ein effizienteres Heizungssystem ersetzen.

Es sei angemerkt, dass vor der Liberalisierung der Strommärkte die Energieversorger von den genannten wirtschaftlichen Nachteilen durch erhöhten Investitionsbedarf für Kraftwerke und Hochspannungsleitungen nicht unbedingt abgeschreckt wurden. Wenn es sich z. B. um halbstaatliche Monopolisten handelte, konnten diese erhöhte Erzeugungs- und Leitungskosten auch unter einer Strompreisaufsicht an die Verbraucher weiterreichen. Ihnen ging es dann in erster Linie um Absatzförderung. Der Primat der Absatzförderung, verfolgt insbesondere durch eine absatzfördernde Tarifgestaltung, ist häufig offensichtlich, wie in den Artikeln über Nachtstrom und Stromtarife erläutert wird.

Elektroheizungen werden häufig auch mit irreführender Werbung gefördert. Die verwendeten Argumente sind vielfältig und mehr oder weniger einfach als unredlich erkennbar:

Maßnahmen zum Zurückdrängen der Elektroheizung

Weil inzwischen auch die Energiepolitik vielerorts erkannt hat, dass ein Großteil der Elektroheizungen energiewirtschaftlich, volkswirtschaftlich und ökologisch schädlich sind, gibt es staatliche Bemühungen, Elektroheizungen wieder zurückzudrängen. Es geht einerseits um das Verhindern des Baus neuer Elektroheizungen, andererseits um den Ersatz alter Elektroheizungen durch energetisch und ökologisch günstigere Systeme.

Neue Elektroheizungen können einfach durch entsprechende Verbote verhindert werden, und dies wird vielerorts schon praktiziert. Lobbyisten kämpfen engagiert gegen solche Verbote, z. B. mit dem Hinweis auf akzeptable Anwendungsfälle. Solche existieren zwar tatsächlich (siehe unten), können aber mit angemessenen Ausnahmeregelungen leicht berücksichtigt werden, soweit sie überhaupt in einer nennenswerten Zahl von Fällen auftreten.

Für den Ersatz alter Elektroheizungen werden mancherorts vom Staat Prämien (“Verschrottungsprämien”) ausgezahlt oder Zinsvergünstigungen gewährt. Manche Energieversorger oder auch Stadtwerke zahlen ebenfalls solche Prämien, aber häufig nur bei Ersatz durch eine Elektrowärmepumpe. Allerdings ist die Umrüstung in manchen Fällen sehr teuer und deswegen schwer anzuregen, insbesondere wenn Direktheizkörper verwendet werden, also keine Zentralheizung besteht, die leicht auf eine andere Wärmequelle umgestellt werden könnte.

Besonders sinnvoll wäre es, verbrauchsfördernde Stromtarife (Billigtarife für Elektroheizungen) abzuschaffen. Da dies häufig nicht im Interesse der Energieversorger liegt, wären entsprechende staatliche Vorschriften notwendig. Wegen der volkswirtschaftlichen Aspekte wären solche Vorschriften auch gut zu rechtfertigen. In Deutschland wird Heizstrom aber meist sogar mit stark reduziertem Netznutzungsentgelt angeboten, obwohl gerade Heizstrom die benötigten Netzkapazitäten erheblich vergrößert (siehe oben).

Die deutsche Energieeinsparverordnung (EnEV) nach Stand 2009 sah im Prinzip ein Verbot von Nachtspeicherheizungen ab 2020 vor, das in 2013 dann noch vollends abgeschafft wurde. Dieses Verbot war allerdings ohnehin extrem lückenhaft. Es hätte nur für Wohngebäude mit mehr als fünf Wohneinheiten (und für große gewerbliche Bauten) gegolten, die ohnehin sehr selten so beheizt werden, nicht aber für kleinere Wohngebäude. Zudem müssten die Heizungsanlagen ein Alter von 30 Jahren erreichen, bis das Verbot greifen würde, und es gab noch diverse weitere Ausnahmeregelungen, z. B. für elektrische Fußbodenheizungen. Von einem echten Verbot von Nachtspeicherheizungen konnte also keine Rede sein, weswegen dessen Abschaffung kaum etwas ändert.

Akzeptable Anwendungsfälle

Obwohl die Elektroheizung prinzipiell ineffizient und deswegen auch ökologisch problematisch ist, gibt es durchaus auch Fälle, in denen ihr Einsatz gerechtfertigt werden kann:

Brandgefahren

Elektroheizungen können auf verschiedene Weisen eine Brandgefahr erzeugen. Gefährlich ist es insbesondere, Elektro-Heizkörper so abzudecken, dass die Wärme nicht mehr gut in den Raum abgeführt werden kann. Da nämlich die Heizleistung hierbei praktisch unverändert hoch bleibt (außer bei automatischer Abschaltung des Geräts), steigt die Temperatur des Heizgeräts bei schlechter Wärmeabfuhr stark an. Dies ist anders als bei einem Heizkörper einer Zentralheizungsanlage, der nie wärmer werden kann als die Vorlauftemperatur des Systems von z. B. 50 oder 60 °C.

Insbesondere Heizstrahler senden eine starke Wärmestrahlung aus, die zu nahe positionierte brennbare Materialien entflammen können. Beispielsweise kann ein mobiler Heizstrahler von einem Kleinkind umgestoßen werden und dann einen Holzboden entflammen oder zumindest verkohlen, wobei giftige Gase entstehen.

Weitere Gefahren drohen bei sehr alten Elektroinstallationen durch die hohe und lange andauernde Belastung der Elektroleitungen im Haus. Beispielsweise kann ein schlechter elektrischer Kontakt in einer Verteilerdose dort einen Schwelbrand auslösen.

Siehe auch: Elektrospeicherheizung, Elektroheizstab, Elektrowärme, Heizstrahler, Heizlüfter, Infrarotheizung, Wärmewellenheizung, Handtuchtrockner, elektrische Energie, Nachtstrom, Stromtarif, Energieeffizienz, Elektrowärmepumpe, RP-Energie-Blog 2015-05-19
sowie andere Artikel in den Kategorien elektrische Energie, Haustechnik, Wärme und Kälte

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