Smart Green Home: CO₂-Vermeidung im Reihenhaus eine kleine Vorgeschichte

2025 war das Jahr, in dem wir den letzten fossilen Energieträger aus unserem Haushalt verbannt haben. Eine Menge an Open Source Software und selbstimplementierten Lösungen hilft uns dabei, den Überblick zu behalten und intelligent zu steuern – trotz unterschiedlichster Hersteller, verschiedenster Schnittstellen und Systemen, die nie dafür gedacht waren, zusammenzuarbeiten. In einer Artikelserie auf j4n.e7h.eu beschreibe ich, wie wir vorgegangen sind, wo wir auf dem Holzweg waren und wie »grün« unser »Smart Home« nun wirklich ist.

In diesem ersten Artikel erläutere ich die Vorgeschichte, bevor es anschließend ans »Eingemachte« geht.

Die Ausgangslage

Vor etwa 15 Jahren bin ich mit meiner Familie in ein Reihenhaus gezogen, welches wir im Rohbauzustand kurz vor der Fertigstellung erwerben konnten. Die wesentlichen Weichen für die Versorgung des Hauses waren zu diesem Zeitpunkt jedoch bereits durch den Bauträger gestellt:

• Das Haus ist an das Erdgasnetz angeschlossen
• Eine Gas-Brennwerttherme eines großen deutschen Herstellers mit 14 kW Spitzenleistung soll die Versorgung mit Wärme sicherstellen
• 4 thermische Sonnenkollektoren auf dem fast perfekt nach Süden ausgerichteten Pultdach sollen in Verbindung mit einem 700-Liter-Pufferspeicher die Heizung unterstützen und so den Verbrauch an Erdgas reduzieren
• Die Systeme der Wärmeversorgung sind alle kompakt in einer Dachzentrale untergebracht
• Die ca. 140 m² an Wohnräumen auf drei Etagen werden mit Heizkörpern beheizt
• Das Haus ist für die damaligen Verhältnisse sehr gut isoliert und verfügt über gute 3-fach-verglaste Fenster

Mit meinem Wissensstand von damals erschien uns dieses Gesamtkonzept als ausreichend effizient, ja sogar als vergleichsweise umweltfreundlich. Die Verbrauchswerte gaben uns zunächst auch recht: Der Erdgasverbrauch beschränkte sich je nach Strenge des Winters und erhöhtem Heizbedarf durch Nachwuchs auf 3.000 bis 4.700 kWh. Das führte zu der absurden Situation, dass die Suche nach einem Gasversorger außerhalb der Grundversorgung sich als schwierig gestaltete, denn die meisten Tarife beginnen erst ab 10.000 kWh Jahresabnahme.

Das hätte noch viele Jahre so weiter laufen können. Vergleichsweise niedrige Energiekosten, gepaart mit einer relativ einfachen und überschaubaren Anlage zur Wärmeerzeugung, betreut und regelmäßig gewartet durch einen renommierten Fachbetrieb aus der Region.

Erste Verbesserungen bei der Mobilität

Für das Jahr 2019 fasste ich dann den Vorsatz, aktiver an der Reduktion unseres CO₂-Fußabdrucks zu arbeiten. Eine erste Maßnahme: So viele Strecken wie möglich ohne zusätzlichen CO₂-Ausstoß zurücklegen. Dazu kam ein elektrisch unterstütztes Lastenrad ins Haus. Nach anfänglichen Schwierigkeiten und einigen Upgrades haben wir eine echte alltagstaugliche Alternative bekommen. Das Rad ist bis heute im Einsatz – jedoch inzwischen fast nur noch zum »Frachttransport« und kaum noch zum »Kindertransport« – unser Nachwuchs ist herausgewachsen und fährt viel lieber selbst.

Beflügelt durch den erfolgreichen Einsatz des Lastenrads haben wir 2021 unseren über 10 Jahre alten Verbrenner-Kombi abgeschafft und auf einen vollelektrischen Kleinwagen gesetzt. Dazu wurde eine Wallbox in der Garage installiert. Nach damaligem Stand der Technik: 11 kW feste Leistung ohne jede Steuerungsfunktion (außer »Sperren« und »Entsperren«). Damals musste die Wallbox nur einfach beim Netzbetreiber angemeldet werden – sonst gab es keine weiteren Auflagen, beispielsweise zur sogenannten »Netzdienlichkeit«.

Durch den Ökostrom-Tarif zuhause und entsprechende Ladeverträge ist sichergestellt, dass das Fahrzeug ausschließlich mit Ökostrom geladen werden kann.

Die Wärmeerzeugung bleibt große CO₂-Quelle

Doch eine große CO₂-Quelle blieb: Die Gastherme. In gewisser Weise tat uns die Gasheizung dann ab Ende 2021 einen Gefallen: Sie machte immer mehr Probleme. Mehrfach waren irgendwelche Pumpen defekt, automatisch betriebene Stellventile saßen fest und es häuften sich nichtssagende Fehlermeldungen. Der regionale Fachbetrieb gab sein Bestes, um die Fehler immer wieder – auch im Rahmen von Notdiensteinsätzen – zu beheben. So wurde uns mehr Zeit verschafft, uns vernünftig mit den Alternativen zu beschäftigen. Denn eines war ganz klar: Auf Dauer war das Heizen mit Erdgas trotz aller gefühlten Effizienz keine tragfähige Variante, denn auch eine effiziente Gastherme trägt durch ihren CO₂-Ausstoß zur Klimakrise bei. Bei rund 240 g CO₂ pro Kilowattstunde Erdgas¹ führt selbst unser als gering empfundener Jahresverbrauch zu zusätzlichen 720 bis 1.120 kg CO₂ pro Jahr in der Atmosphäre.

Klar, das ist eine Menge an CO₂, die den durchschnittlichen Fahrer eines sparsamen hocheffizienten Verbrenner-Fahrzeugs kalt lässt, reichen hier doch 1.000 kg CO₂ durchschnittlich gerade mal für lachhafte 8.850 km², nebst dem Ausstoß weiterer Schadstoffe.

Die Gastherme muss weg

2022 wurde nicht nur uns klar: Es ist an der Zeit, den Energieträger »Erdgas« loszuwerden, da neben den Umweltaspekten nun auch die Versorgungssicherheit alles andere als selbstverständlich gegeben ist. Doch wie sieht die Alternative aus?

• Pellet-Heizung: Das Heizen mit Holzpellets ist aus mehreren Gründen für uns uninteressant. Zum einen haben wir nicht den Platz für einen Pellet-Speicher, noch empfinde ich das Heizen mit Pellets als nachhaltig. Immerhin wird hier in Minuten verbrannt, was zig Jahre bis Jahrzehnte zum Wachsen braucht. Oder umgekehrt: In Minuten wird so viel CO₂ ausgestoßen, dass es Jahrzehnte Waldwachstum braucht, um es wieder zu binden.
• Wasserstoff-bereite Erdgas-Therme: Dies ist eine seltsame Wette auf die Zukunft: Bis genügend grüner Wasserstoff erzeugt werden kann, um ihn zum »Verheizen« zu nutzen, vergehen vermutlich noch Jahrzehnte. So lange weiter mit Erdgas zu heizen, kann keine Lösung sein. Dazu ist die Energiebilanz bei der Herstellung grünen Wasserstoffs absurd schlecht (man benötigt pro nutzbarer Kilowattstunde aus Wasserstoff mindestens 1,4 kWh an elektrischer Energie³, wenn man rein den Verbrauch des Elektrolyseurs und seiner Nebenkomponenten berücksichtigt und Transport, Lagerung etc. außen vor lässt)
• Erdgas-Wärmepumpe-Hybrid: Aus meiner Sicht ist das der »Plug-In-Hybrid der Heizungstechnik«. Das Schlechteste aus beiden Welten. Man verschlechtert den Gesamtwirkungsgrad des Systems durch die Verwendung von vergleichsweise ineffizienter Erdgas-Verbrennung, muss zwei Technologien warten und weiterhin einen Erdgas-Anschluss bezahlen, obwohl man eine Wärmepumpe hat.
• Wärmepumpe: Letzten Endes ist die Wärmepumpe die beste Wahl. Sie ist die »beste Maschine, die die Physik hervorgebracht hat«, wie ein bekannter deutscher Astrophysiker 2025 sehr treffend formulierte. Mit ihr wird die zugeführte elektrische Energie unter Zuhilfenahme der Energie in der Umgebungsluft optimal in Wärme umgewandelt. Dennoch hat auch sie einen erheblichen Nachteil, der noch kritisch zu betrachten ist: Zwar muss kein Gas mehr bezahlt werden, jedoch steigen die Stromkosten für den Betrieb erheblich an und der Einbau einer Wärmepumpe wird ebenfalls einen höheren fünfstelligen Betrag erfordern. Zu den kalkulatorischen Details kommen wir in einem späteren Artikel.

Und so geht es weiter

Im folgenden Artikel gehe ich genauer auf unser Zielbild ein. Außerdem betrachten wir die verwendeten Komponenten, sowie die Herausforderungen beim Einbau und in der Inbetriebnahme.

Anschließend geht es darauf basierend mit dem Einsatz von Open Source Software und eigenen Implementierungen weiter, um die Nutzung des Gesamtsystems auf dem Weg zur Senkung unseres CO₂-Fußabdrucks zu optimieren.

Interessant?

Ich freue mich, per E-Mail von Dir zu hören, wenn Du eigene Erfahrungen diskutieren möchtest oder gerade selbst ein ähnliches Projekt planst.