Energieautarkie: Energetisch unabhängig leben

Was unterscheidet echte und bilanzielle Energieautarkie?

Sprechen Experten von der Energieautarkie oder energieautarken Gebäuden, geht es um Häuser, die einen Großteil der benötigten Energie selbst gewinnen. Möglich ist das zum Beispiel mit Strom oder Wärme aus einer  Solaranlage. Dabei ist es wichtig zu wissen, dass ein Unterschied zwischen der echten und der bilanziell autarken Energieversorgung besteht.

• Echte autarke Energieversorgung:  Bei der echten Autarkie gewinnt ein Haus Energie, die den eigenen Bedarf tatsächlich deckt. Ein strom- oder wärmeseitiger Anschluss an die externe Energieversorgung ist dabei theoretisch nicht nötig.
• Bilanziell autarke Energieversorgung:  Bei der bilanziellen Energieautarkie (Bsp.:  Nullenergiehaus) entsprechen die jährlichen Energiegewinne in etwa den Verbrauchswerten. Da Angebot und Nachfrage allerdings zeitlich versetzt auftreten, produziert das Gebäude im Sommer einen Überschuss. Im Winter ist es dann allerdings auf externe Energieversorger angewiesen. Real können Hausbesitzer hier also nicht autark heizen.  

Im Gegensatz zur bilanziellen ist die echte Autarkie in der Praxis deutlich schwerer zu realisieren. Denn hier sind die zeitlichen Differenzen zwischen Energieangebot und Energiebedarf technisch zu überbrücken.

Autarkiegrad als Maß für die energetische Unabhängigkeit

Wie energieautark ein Gebäude tatsächlich ist, lässt sich mit dem Autarkiegrad definieren. Denn dieser beschreibt das Verhältnis zwischen selbst erzeugter und tatsächlich verbrauchter Energie. Je höher der Zahlenwert ist, umso größer ist die energetische Unabhängigkeit von externen Energieversorgern. Grundsätzlich lässt sich der Wert dabei in Bezug auf den Strom-, den Wärme- oder den Gesamtenergiebedarf bestimmen. Deckt die Photovoltaik (PV) auf dem Dach den gesamten Strombedarf eines Gebäudes, ist das Haus 100 Prozent Strom autark – es benötigt keinen Netzanschluss und muss keinen Strom von Versorgen einkaufen.  

Übrigens:  Möchten Verbraucher ein energieautarkes Haus bauen, kommen im Rahmen der Planung Simulationsprogramme zum Einsatz. Diese sind nötig, um alle Wechselwirkungen zu berücksichtigen und die baulichen sowie haustechnischen Komponenten optimal aufeinander abstimmen zu können.

Energieautarkes Haus bauen: Drei Konzepte im Vergleich

Viele Hausbesitzer träumen davon, Wärme und Strom kostenfrei zur Verfügung zu haben. Denn das entlastet ihre Portemonnaies und lässt mehr Geld zum Leben übrig. Darüber hinaus schont die Energieautarkie auch die Umwelt und das Klima. Sie sorgt dafür, dass uns Strom und Wärme in Zukunft bezahlbar zur Verfügung stehen und nachfolgende Generationen genauso komfortabel leben können, wie wir heute. Aber können wir tatsächlich autark heizen? Ist es möglich, unseren gesamten Strombedarf selbst zu decken? Ja! Bereits heute gibt es verschiedene Konzepte für die autarke Wärme- und Stromversorgung im Haus. Drei davon stellen wir in den folgenden Abschnitten vor:

• Das Energieautarke Sonnenhaus mit Solarthermie
• Energieautarkie mit Photovoltaik und Wärmepumpe
• Die Kombination von Solarstrom und Brennstoffzelle

Autarke Energieversorgung mit Solarthermie und Photovoltaik

Das sogenannte Sonnenhaus ist ein energieautarkes Haus, das seinen jährlichen Wärmebedarf mit der  Solarthermie  deckt. Möglich ist das mit großflächigen Kollektoren, die im Sommer viel Wärme in einen gigantischen  Wärmespeicher  einspeisen. Der Behälter fasst im Einfamilienhaus gut 10.000 Liter und bevorratet thermische Energie für eine sehr lange Zeit. Sinken die Außentemperaturen, zieht die Heizung dann Wärme aus dem Speicher, um Räume und Trinkwasser zu erwärmen – Hausbesitzer können dann autark heizen. Unter günstigen Voraussetzungen reicht der Vorrat bis in den Frühling und eine  Zusatzheizung  ist nicht erforderlich. Eine Photovoltaikanlage mit Stromspeicher sorgt dabei auch stromseitig für Energieautarkie.

Damit das Konzept funktioniert, müssen alle Bestandteile eines Gebäudes 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. Die installierten Elektrogeräte sollten außerdem besonders effizient arbeiten, um den Stromverbrauch auf ein Minimum zu reduzieren. Denn das ist eine Voraussetzung dafür, dass sich ein Gebäude auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten Strom autark betreiben lässt.  

Autark Heizen mit Photovoltaikanlage und Wärmepumpe

Energieautarkie erreichen Hausbesitzer auch, wenn sie Ihre  Wärmepumpe  mit einer Photovoltaikanlage verknüpfen. Erstere macht thermische Energie aus der Luft, der Erde oder dem Wasser nutzbar. Den dafür nötigen Strom bezieht der Wärmeerzeuger aus einer Photovoltaikanlage mit Batteriespeicher. Letztere sorgt gleichzeitig für die autarke Stromversorgung im Haus.

Damit dieses Konzept aufgeht, müssen die Gebäudehüllflächen gut gedämmt und die Elektrogeräte besonders effizient sein. Außerdem sind großflächige Solarmodule und groß ausgelegte  Photovoltaik-Stromspeicher erforderlich. Andernfalls lässt sich die Energieautarkie in den trüben Wintermonaten kaum erreichen.

Strom autark mit Photovoltaik und Brennstoffzelle

Eine weitere Möglichkeit für die energieautarke Wärme- und Stromversorgung ist die Verbindung von  Brennstoffzellenheizung, Elektrolyseur und Photovoltaikanlage. Während letztere ganzjährig viel Strom von Dach erntet, nutzt der Elektrolyseur überschüssige elektrische Energie, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu trennen. Während der Sauerstoff entweicht, lässt sich der Wasserstoff in speziellen Speichern bevorraten. Sinken die Außentemperaturen, gewinnt eine Brennstoffzelle dann Wärme und Strom mit dem Energieträger. Die thermische Energie versorgt Heizung und Warmwasser, während die elektrische Energie auch im Winter den Haushaltsstrombedarf deckt.

Der Vorteil dieser Energieautarkie-Lösung: Im Gegensatz zu konventionellen Stromspeichern bevorraten Wasserstoffspeicher Energie über deutlich längere Zeiträume. So lässt sich überschüssige Sommerwärme mit der Brennstoffzelle noch im Winter zum Heizen verwenden.    

Ist die komplett autarke Wärme- und Stromversorgung sinnvoll?  

Aus technischer Sicht ist die 100-prozentige Energieautarkie möglich. Da alle Komponenten dabei sehr groß auszulegen sind, ist die komplett autarke Wärme- und Stromversorgung eines Einfamilienhauses in der Regel aber nicht wirtschaftlich.

Autark heizen, und was noch? Tipps für energetische Unabhängigkeit  

Es muss nicht gleich das Nullenergiehaus sein. Oft reichen kleine bis größere Kniffe und Umstellungen von Gewohnheiten, um im Alltag energieeffizient zu leben und dadurch unabhängiger vom öffentlichen Netz und seinen Preisschwankungen zu werden. Den  Einbau einer Wärmepumpe mit Photovoltaik  haben wir bereits angesprochen. Daneben können Sie Folgendes in Betracht ziehen, wenn Ihnen das Thema Energieautarkie und autark heizen im eigenen Zuhause wichtig ist:

Energetische Maßnahmen:  Vom hydraulischen Abgleich der Heizungsanlage bis hin zur  besseren Dämmung von Fassaden und Fenstern – es lohnt sich, hier aktiv zu werden. Allein der hydraulische Abgleich bietet nachgewiesenermaßen großes Sparpotenzial. Suchen Sie einen Installateur und geben Sie Ihrer Heizung die 'richtige Einstellung'.

Warmwasserverbrauch senken:  Man hört es immer wieder: Sparen, sparen, sparen. Das muss aber gar nicht so schwierig sein wie gedacht, besonders nicht beim Warmwasserverbrauch. Denn hierzu gibt es extra Sparduschköpfe, die sich in der Praxis bewährt haben und viel weniger Wasser durchlaufen lassen als normale Duschköpfe. Da ist es gleich viel effizienter, mal auf das heiße Vollbad zu verzichten.

Weniger heizen:  Es mag einfach klingen, doch diesen schlichten Tipp beherzigen in der Praxis vielleicht nicht so viele wie gedacht. Der erste Schritt zu einem sparsamen Gebrauch der Heizung ist es nämlich, sich Gedanken über den bisherigen Verbrauch zu machen und diesen ruhig auch einmal zu notieren. Manch einer kennt das von der Führung eines Haushaltsbuchs. Wer es digital mag, für den sind intelligente, programmierbare Thermostate interessant.

Stromsparende Haushaltsgeräte:  Die ein oder anderen Gerätschaften brauchen wir in den eigenen vier Wänden alle, auch – oder besonders dann – wenn wir sparen wollen. Hier kann es einen großen Unterschied machen, ob man noch immer die uralte Waschmaschine oder den klapprigen Kühlschrank in Gebrauch hat oder im Zweifel auf ein neues Gerät mit besserer Energiebilanz setzt. Energieeffizienz ist bei der Weißware von heute kaufentscheidend. Prüfen Sie die Effizienz Ihrer Haushaltsgeräte, es lohnt sich.

Anbieterwechsel in Betracht ziehen:  Den Stromanbieter zu wechseln heißt im Grunde: über die Energieerzeugung nachzudenken. Denn wer sich für Ökostrom oder Ökogas entscheidet, hilft dabei, die Nutzung erneuerbarer Energien mit aufzubauen. Im Internet gibt es dazu viele seriöse Vergleichsportale.