Die Tage der Gas- und Ölheizungen sind gezählt: Die Heizsysteme der Zukunft sind elektrisch. Direkt-elektrische Heizsysteme wandeln Strom unmittelbar in Wärme um. Wir geben Ihnen in diesem Beitrag einen Überblick über die verschiedenen Möglichkeiten, mit Strom zu heizen, und erklären die Vorteile der jeweiligen Systeme.
Das erwartet Sie hier:
Wie funktioniert das direkt-elektrische Heizen mit Strom?
Welche direkt-elektrischen Heizsysteme gibt es?
Welches direkt-elektrische Heizsystem ist das richtige für mich?
Welche Vor- und Nachteile bietet das direkt-elektrische Heizen?
Kosten und Wirtschaftlichkeit von Elektroheizsystemen
Welche technischen Voraussetzungen sind zu beachten?
Wie funktioniert das direkt-elektrische Heizen mit Strom?
Grundsätzlich brauchen alle Heizsysteme – auch Gas- und Ölheizungen – Strom, unter anderem für die Heizungssteuerung und die Heizkreispumpe. Aber während bei konventionellen Heizungsanlagen mit einem Verbrennungsprozess Wasser erwärmt wird, das anschließend über Leitungen im Heizkreis verteilt wird, funktioniert das Heizen mit Strom anders: Kernstück des Heizsystems ist ein elektrischer Heizleiter – das ist im Grunde ein dicker Metalldraht.
Fließt Strom durch den Heizleiter, stellt dieser einen elektrischen Widerstand dar. Durch die elektrische Verlustleistung erwärmt sich der Heizleiter. Die auf diese Weise erzeugte Wärmeenergie kann auf unterschiedliche Weise an den Raum abgegeben werden, etwa über die Metallrippen eines Heizkörpers oder über Heizschleifen, z. B. bei einer elektrischen Fußbodenheizung.
Alle direkt-elektrischen Heizsysteme haben gemeinsam, dass sie maximal ihren Stromverbrauch als Wärme (zielgerichtet) zur Verfügung stellen können. Das heißt, aus einer Kilowattstunde Strom wird maximal eine Kilowattstunde Heizwärme. Dies unterscheidet die direkt-elektrischen Heizsysteme von den Wärmepumpen, die aus einer Kilowattstunde Strom in der Regel im Jahresschnitt 3 bis 4 Kilowattstunden Wärme erzeugen können. Wenn Sie mehr über Wärmepumpen erfahren möchten, dann empfehlen wir Ihnen unseren Beitrag zur Wärmepumpenheizung.
Welche direkt-elektrischen Heizsysteme gibt es?
Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, mit Strom zu heizen. Diese Systeme unterscheiden sich im Aufbau, in der Heizleistung und der Energieeffizienz sowie in den Anschaffungs- und Betriebskosten. Zudem geben die unterschiedlichen elektrischen Heizsysteme die Wärme entweder direkt oder zeitversetzt an die Raumluft ab.
Heizlüfter und Konvektoren
Heizlüfter und Konvektoren zählen zu den einfachsten Möglichkeiten, mit Strom zu heizen. Beide haben einen Heizleiter sowie ein Gebläse, das die Wärme über die Luft im Raum verteilt. Heizlüfter sind einfache Stecker-Geräte, Konvektoren lassen sich je nach Modell auch ortsfest montieren und festverdrahtet an den Stromkreis anschließen.
Der Vorteil der elektrischen Direktheizungen ist, dass sie sofort Wärme abgeben, sobald der Strom eingeschaltet wird. Aufgrund ihrer kompakten Form eignen sich Heizlüfter und Konvektoren in der Regel nur zum Beheizen einzelner Bereiche. Zudem ist ihr Strombedarf gemessen an der erzeugten Wärmemenge relativ hoch – das macht Heizlüfter und Konvektoren teuer im Betrieb.
Infrarotheizungen
Infrarotheizungen gehören ebenfalls zu den direkt-elektrischen Heizungen, die unmittelbar Wärme erzeugen. Anders als Konvektoren heizt eine Infrarotheizung allerdings nicht die Luft auf, sondern nur die Oberflächen, die die Infrarotstrahlung erreicht. Die Raumluft wird nur indirekt erwärmt, wenn sich die erwärmten Oberflächen abkühlen. Die große Stärke der Infrarotheizungen liegt darin, dass sie eine vergleichsweise geringe Wärmemenge benötigen, um die sogenannte thermische Behaglichkeit eines Raumes zu erhöhen.
Hierfür ausschlaggebend ist die sogenannte operative Raumtemperatur, die wiederum von der Raumlufttemperatur und von der Temperatur der Oberflächen im Raum abhängt. Vereinfacht gesagt benötigt man eine geringere Raumlufttemperatur, wenn die Oberflächentemperaturen höher sind. Deswegen fühlt sich für einen Menschen in sehr gut gedämmten Gebäuden oft eine Raumlufttemperatur von z. B. 20 °C genauso behaglich an wie 22 °C in einem schlecht gedämmten Gebäude mit kälteren Außenwänden.
Meist werden Infrarotheizungen eher punktuell oder ergänzend eingesetzt, aber es besteht auch die Möglichkeit, Räume und ganze Gebäude ausschließlich mit Infrarotheizgeräten zu beheizen. Infrarotheizungen sind als kleine, kompakte Heizstrahler erhältlich, aber auch als Stand- oder Flächenheizungen und können auch sehr geschickt in Wände oder Mobiliar integriert werden.
Elektrospeicherheizungen
Die sogenannten Nachtspeicherheizungen erzeugen nachts aus Strom Wärme, um diese tagsüber an den Raum abzugeben. Diese Heizgeräte kommen aus einer Zeit von Großkraftwerken, deren Leistungsreduktion nachts teurer war, als eine günstige Abgabe des Stroms für privilegierte Verbraucher, die in den Genuss günstiger Nachtstromtarife kamen. Heute gibt es keine Notwendigkeit mehr für pauschal günstige Nachtstromtarife, weshalb eine Neuinstallation dieser Geräte eher ungewöhnlich geworden ist.
Genau wie bei anderen direkt-elektrischen Heizungen wird die Wärme durch einen integrierten Heizleiter erzeugt. Allerdings gibt die Speicherheizung die Wärme nicht sofort ab, sondern leitet sie in einen integrierten Wärmespeicher. Morgens wird die gespeicherte Wärme dann über ein Gebläse an den Raum abgegeben. Nachtspeicherheizungen haben genau wie andere Konvektoren einen hohen Strombedarf.
Elektrische Fußbodenheizungen
Elektrische Fußbodenheizungen beheizen den Raum nicht wie Konvektoren über die Luft, sondern über Strahlungswärme, die vom elektrisch erwärmten Fußboden an die Raumluft abgegeben wird. Die Fußbodenheizsysteme bestehen aus Heizmatten, in die elektrische Heizleiter eingebettet sind. Diese Heizmatten werden nebeneinander unter dem Fußbodenbelag im Estrich ausgelegt und miteinander verbunden.
Welche Vor- und Nachteile bietet das direkt-elektrische Heizen?
Heizungssysteme auf Basis fossiler Brennstoffe haben schon bald ausgedient. Aber was genau sind die Vorteile von direkt-elektrischen Heizungen – und gibt es auch Nachteile?
Vorteile des direkt-elektrischen Heizens
- zukunftsfähig: Direkt-elektrische Heizungen sind unabhängig von fossilen Brennstoffen, wenn der Strom für den Betrieb der Heizung aus erneuerbaren Quellen stammt.
- flexibel: Viele direkt-elektrische Heizungen können problemlos nachträglich und auch punktuell in einzelnen Räumen installiert werden. Das macht elektrische Heizungen ideal als Nachrüstlösung oder zur Ergänzung eines bestehenden Heizsystems.
- wartungsarm: Anders als eine Gas- oder Öltherme müssen die direkt-elektrische Heizungen nicht oder nicht jährlich gewartet werden.
Nachteile und Kritik am direkt-elektrischen Heizen
Die häufigste Kritik an direkt-elektrischen Heizsystemen betrifft die hohen Betriebskosten. Heizlüfter und Infrarotheizungen benötigen im Verhältnis zur erzeugten Wärmemenge vergleichsweise viel Strom. Wie hoch die tatsächlichen Kosten ausfallen, hängt jedoch davon ab, wie häufig und wie lange die Geräte genutzt werden. Oft kommen sie nur zeitweise oder in einzelnen Bereichen zum Einsatz.
Erzeugt Ihre bestehende Photovoltaikanlage zum Zeitpunkt des Heizbetriebs ausreichend Strom, kann ein Teil des Strombedarfs direkt aus der PV-Anlage gedeckt werden. Dadurch reduziert sich der Strombezug aus dem Netz. Wie groß dieser Anteil ist, hängt unter anderem von der Jahreszeit, dem aktuellen PV-Ertrag und den Nutzungszeiten der Heizung ab.
Kosten und Wirtschaftlichkeit von Elektroheizsystemen
Ob sich das direkt-elektrische Heizen finanziell lohnt, ist von vielen Faktoren abhängig: vom Heizungstyp und der Heizungsgröße, von der Fläche, die beheizt werden soll und von der Anzahl der Stunden, die die Heizung täglich im Einsatz ist. Die folgende Kostenübersicht liefert daher nur eine grobe Orientierung.
| Kosten | Heizlüfter | Infrarotheizung | Fußbodenheizung |
|---|---|---|---|
| Anschaffung und Installation |
ab 10 Euro | ab 500 Euro pro Heizkörper/Raum |
ab 20 Euro/m² im Neubau |
| Betrieb | 0,30 - 0,50 Euro pro Stunde |
ab 300 Euro pro Jahr |
ab 400 Euro/Jahr für zwei Räume (abhängig von Heizfläche, Heizleistung und Heizdauer) |
| Wartung/Jahr | keine | keine | keine |
| Gut zu wissen | für begrenzte Bereiche im Raum |
für einzelne Räume | vorzugsweise für einzelne Räume |
Strombedarf und Stromherkunft beim direkt-elektrischen Heizen
Der Strombedarf einer direkt-elektrischen Heizung hängt sowohl vom Heizungstyp als auch von der Art der Nutzung ab. Der Strommix, den wir aus dem Netz beziehen, stammt auch heute noch zu 15–20 % aus fossilen Energieträgern wie Kohle und Erdgas. Die Herkunft des eingesetzten Stroms ist daher ein wichtiger Faktor bei der Einordnung des Heizsystems.
Infrarotheizungen und elektrische Fußbodenheizungen haben einen hohen Strombedarf, weil die Wärme ausschließlich elektrisch erzeugt wird. Werden diese Heizungen als alleiniges Heizsystem eingesetzt, kann der benötigte Netzstrom entsprechend hoch ausfallen.
Anders sieht es bei der Wärmepumpenheizung aus. Ihr Strombedarf ist deutlich geringer, weil ein großer Teil der Heizwärme aus der Umgebungswärme gewonnen wird. Strom benötigt die Wärmepumpe lediglich, um die Umgebungswärme auf das erforderliche Temperaturniveau anzuheben. Ist die Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage verbunden, kann ein Teil des benötigten Stroms direkt von der eigenen PV-Anlage bereitgestellt werden.
Tipps für einen geringeren Stromverbrauch beim Heizen
Grundsätzlich gilt beim direkt-elektrischen Heizen das Gleiche wie beim Heizen mit Öl oder Gas: Je gezielter die jeweilige Energiequelle genutzt wird, desto weniger Energie wird benötigt. Daher sollten die Einstellungen des Heizsystems an das eigene Heizverhalten angepasst werden, beispielsweise über einen Thermostat oder eine vorhandene Smart-Home-Funktion.
Auch die Dämmung der Gebäudehülle beeinflusst den Heizenergiebedarf. Eine gedämmte Zwischendecke sowie geeignete Fenster und Türen können dazu beitragen, dass weniger Heizenergie und damit weniger Netzstrom benötigt wird.
Wenn Ihre direkt-elektrische Heizung mit Ihrer bestehenden Photovoltaikanlage verbunden ist, kann verfügbarer PV-Strom für den Heizbetrieb genutzt werden. Wie das funktioniert, erfahren Sie im Beitrag Heizen mit Photovoltaik. Ist in Ihrer Anlage außerdem ein Stromspeicher eingebunden, kann der gespeicherte Strom zeitversetzt für die Heizung oder andere Haushaltsverbraucher bereitgestellt werden.
Welche technischen Voraussetzungen sind beim direkt-elektrischen Heizen zu beachten?
Wie aufwendig der Wechsel zum direkt-elektrischen Heizen in Ihrem Zuhause ist, hängt davon ab, ob Sie ergänzend oder ausschließlich mit Strom heizen möchten – und für welches direkt-elektrische Heizsystem Sie sich entscheiden.
- Stecker-Heizgeräte wie Heizlüfter und Infrarot-Standheizungen können Sie in der Regel einfach in die Steckdose einstecken und loslegen – hier sind meist keine besonderen technischen Voraussetzungen notwendig. Zu beachten ist jedoch, dass insbesondere ältere Elektroinstallationen nicht für die hohen Dauerstrombelastungen dieser Geräte ausgelegt sind. Dies bedeutet, dass i.d.R. nicht mehrere dieser Geräte in einem Stromkreis betrieben werden können.
- Bei Heizungen, die direkt an den Hausstromkreis angeschlossen werden, sollten Sie unbedingt einen Elektrofachbetrieb beauftragen, denn das Hausstromnetz muss für die zusätzliche Belastung durch die direkt-elektrische Heizung ausgelegt sein. Im Zweifelsfall muss der Fachbetrieb vor der Installation der Heizung zusätzliche Stromkreise nachrüsten oder bestehende aufteilen. Zudem muss für die Installation einer Fußbodenheizung der bestehende Bodenaufbau erneuert werden.
Zukunftsaussichten
Das Heizen mit Strom wird auf absehbare Zeit zum Standard in der Wärmeversorgung für Wohngebäude werden. Die führende Technologie dabei wird die Wärmepumpe sein. Denn auch wenn Anschaffung und Installation der Wärmepumpenheizung deutlich teurer sind als direkt-elektrische Heizungen, ist sie das beste Heizungssystem der Zukunft: Wärmepumpen können ganze Gebäude beheizen, sie haben einen geringen Strombedarf und eine lange Lebensdauer.
Um die schwankenden Erträge aus Windkraft und Photovoltaik und den gleichzeitig steigenden Strombedarf zu managen, ist allerdings ein passender regulatorischer Rahmen, geeignete Anreize, sowie Investitionen in Netzbetriebsmittel notwendig. Schon jetzt werden die Speicherkapazitäten für Strom aus erneuerbaren Energien ausgebaut, um den Strombedarf auch in Zeiten geringer Erzeugung decken zu können. Gleichzeitig wird der Ausbau des sogenannten Smart Grid vorangetrieben: Erst mit der intelligenten Vernetzung von Energieerzeugern, -speichern und -verbrauchern lassen sich die schwankenden Energiemengen aus den Erneuerbaren so verteilen, dass sowohl die Wärme- als auch die Stromversorgung flächendeckend gesichert ist.