Im Grunde ist alles ganz einfach: Wärmepumpen sind vor allem dort effizient, wo bestimmte bauliche Voraussetzungen gegeben sind – beispielsweise in Gebäuden mit üblichen Raumhöhen von etwa 2,50 m. In Industrie- und Hallengebäuden können sie ihre anerkannte Stärke, die hohe Energieeffizienz, in vielen Fällen nicht in gleichem Maße ausspielen.

In den vergangenen Jahren wurde der Einsatz von Wärmepumpen stark gefördert, was zu einer breiten Umsetzung auch in Hallengebäuden geführt hat. Dabei hat sich gezeigt, dass die Kombination mit einer Fußbodenheizung in diesen Gebäuden oft zu unflexibel ist und weitere Herausforderungen mit sich bringt. Die Verbindung von Wärmepumpen mit Warmluftgebläsen erweist sich ebenfalls als wenig effizient, da sich diese Heiztechnik aufgrund der thermischen Konvektion – aufsteigende Warmluft – in großen Hallenräumen als energetisch nachteilig und technisch überholt herausgestellt hat.

Hallengebäude haben heiztechnisch ganz andere Anforderungen als Büros oder Wohnungen

Aber welche Technologie ist die richtige? Um diese Frage zu beantworten, muss man Hallen verstehen. Welche gebäudephysikalischen Bedingungen herrschen in diesen Raumgiganten mit Deckenhöhen von nicht selten 8, 15 oder 20 Metern? Wie werden sie genutzt? Wer mal in einer 15 Meter hohen Werkstatthalle gestanden hat oder durch eine 60.000 Quadratmeter umfassende Logistikhalle gewandert ist, dem wird klar: die allseits bekannten Heizungen aus Wohnungen oder Büros können hier wenig ausrichten. Erst recht nicht, wenn so wenig wie möglich Energie verbraucht werden soll, der Umweltschutz im Vordergrund steht und das Ganze auch noch bezahlbar sein soll.

Effizienter heizen mit – nicht gegen die Gesetze der Physik

Das ideale Heizprinzip für diese hohen und großen Gebäude ist der Natur entlehnt: Infrarot. So wie Sonnenstrahlen über weite Strecken aus dem All bis zur Erde wirken, funktioniert dies auch in Hallen. Infrarotheizungen unter der Hallendecke geben Strahlung ab, die erst dann Wirkung zeigt, wenn sie irgendwo auftrifft und absorbiert wird. Sie erzeugt also keine heiße Luft. Während der wärmste Punkt bei Luftgebläsen physikalisch bedingt immer unter der Hallendecke ist, liegt er bei Infrarotheizungen naturgemäß immer unten – am Hallenboden, bei den Menschen und Maschinen, eben dort wo gearbeitet wird. Das ist vereinfacht gesagt der Grund, warum Infrarotheizungen in Hallen so unglaublich effizient sind. In der Praxis werden regelmäßig Einsparungen von 50 bis 70 Prozent erzielt. Infrarotwärme ist angenehm, zugfrei und wirbelt keinen Staub auf. Man nennt das auch „Heizen mit den Gesetzen der Physik.“

Heizen nach Bedarf spart jede Menge Energie, reduziert Emissionen und senkt Heizkosten

Infrarotheizungen haben zudem den Vorteil, dass sie sehr flexibel steuerbar sind. Infrarotstrahlen sind technisch gesagt elektromagnetische Wellen wie auch das Licht. Und wie dieses lassen sie sich einfach ein- und ausschalten oder lenken. Über Wochenend- und Feiertage und zum Schichtende z. B. wird die Heizung einfach abgeschaltet oder zumindest auf Minimaltemperatur runtergefahren. In großen Hallengebäuden mit ihren unterschiedlichen Arbeitsbereichen und Lagerflächen lassen sich Heizzonen einrichten und so ansteuern, dass nur dort geheizt wird, wo gerade tatsächlich gearbeitet wird. Nach dem Motto: „Die sparsamste Heizung ist die, die nicht in Betrieb ist.“

Infrarotwärme ist in Hallen seit langem bewährt

Infrarotheizungen gibt es in verschiedenen Ausführungen. In der Hauptsache sind in Hallengebäuden mit Erdgas oder Flüssiggas betriebene Hellstrahler sowie Dunkelstrahler im Einsatz. Letztere unterscheiden sich durch ihre geschlossene Verbrennung (daher der Begriff „Dunkel“) und eine kontrollierte Abgasführung.

Die Energiewende braucht energieflexible Lösungen Die jüngste Generation Infrarotheizungen ist die sogenannte Fair.AIdH-Technologie. Systeme dieser Kategorie lassen sich energieflexibel mit erneuerbaren Energien wie Strom, Wasserstoff oder Biogas betreiben. Meist können sie in der Übergangszeit auch noch Erdgas oder Flüssiggas verbrennen, um für die nötige Betriebssicherheit in den Arbeitsprozessen zu sorgen. Ein Beispiel für diese Fair.AIdH-Technologie ist das Multi-EnergieSystem FUTURA, das als 2in1-System auch die Hallenbeleuchtung mit LED integrieren kann. Sinnvoll ist dies insbesondere in Hallenneubauten, denn durch diese Option können andernfalls doppelt notwendige Verkabelungsstränge, Steuereinheiten aber auch die Wartungseinsätze für Heizung und Beleuchtung zusammengeführt werden. FUTURA war die erste Fair.AIdH-Technologie im Markt und wurde für ihren Beitrag für Klimaschutz und Nachhaltigkeit bereits vielfach ausgezeichnet.

Elektro-Infrarotheizungen sind oft der erste Schritt zur CO2-Freiheit

Die Fair.AIdH-Technologie gibt es heute auch für den reinen Betrieb mit (PV-)Strom. ELEXTRA ist mit 10, 20 oder 30 kW die moderne Elektro-Infrarotheizung mit dem größten Leistungsspektrum. FUTURA E ist die Elektro-Variante von FUTURA. Sie lässt sich optional mit geringem Aufwand für Wasserstoff nachrüsten, sobald dieser regenerative Energieträger lokal oder über die Netze verfügbar ist.

Ein Beispiel für den Einsatz von FUTURA E ist der Meisterbetrieb Buxbaum Dach im niederösterreichischen Langschlag, der seine Neubauhalle mit diesem System heute schon CO2-frei größtenteils mit PV-Strom heizt. Seine Meinung zum Thema Wasserstoff-Nachrüstung formuliert der Unternehmer Christoph Buxbaum so: „Was die Zukunft bringt, werden wir sehen. Gut ist, dass wir die Möglichkeit offen haben, auch andere Energieträger zu nutzen.“ Das Projekt Buxbaum Dach wurde im Rahm des RenewableEnergy-Solutions Programms (RES-Programms) umgesetzt. Mehr Informationen hierzu: Effiziente Hallen-Heizung: FUTURA E Infrarot-Lösung

Die stabile Energieversorgung von morgen braucht Moleküle und Elektronen

Die Energiewende wird nach Ansicht vieler Fachleute sowohl auf molekularen als auch auf elektrischen Energieträgern basieren – also auf regenerativen gasförmigen Energien und auf Elektroenergie. Der Hintergrund liegt in der naturbedingten Volatilität erneuerbarer Energien: Solar- und Windkraft stehen nicht kontinuierlich zur Verfügung.

Ein wesentlicher Baustein ist daher der Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft. Forschung und Entwicklung arbeiten intensiv daran, den Energieträger Wasserstoff (H₂) wirtschaftlich herzustellen. Ein besonders aussichtsreicher Ansatz ist die saisonale Nutzung von Photovoltaik-Überschüssen im Sommer zur Erzeugung von Wasserstoff, der im Winter direkt als Gas eingesetzt werden kann – ohne zusätzliche Umwandlungsverluste.

„In solchen Konzepten steckt großes Potenzial“, betont Hallenheizungsspezialist Thomas Kübler. Für die Entwicklung und Umsetzung entsprechender Technologien bleiben noch rund 20 Jahre, um das Ziel der Klimaneutralität bis 2045 zu erreichen.

Deutsche Energie-Agentur (dena)

Die Deutsche Energie-Agentur (dena) ist ein Kompetenzzentrum für angewandte Energiewende und Klimaschutz. Die dena betrachtet die Herausforderungen einer klimaneutralen Gesellschaft und unterstützt die Bundesregierung beim Erreichen ihrer energie- und klimapolitischen Ziele. Seit ihrer Gründung im Jahr 2000 entwickelt die Agentur Lösungen, setzt diese in die Praxis um und bringt Partner aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und allen Teilen der Gesellschaft zusammen – national wie international. Die dena ist eine Projektgesellschaft und ein öffentliches Unternehmen im Bundeseigentum. Gesellschafter ist die Bundesrepublik Deutschland. www.dena.de

Exportinitiative Energie

Mit dem Ziel, deutsche Technologien und Know-how weltweit zu positionieren, unterstützt die Exportinitiative Energie des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE) Anbieter von klimafreundlichen Energielösungen bei der Erschließung von Auslandsmärkten. Im Fokus stehen hierbei die Bereiche erneuerbare Energien, Energieeffizienz, intelligente Netze und Speicher sowie auch Technologien wie Power-to-Gas und Brennstoffzellen. Das Angebot richtet sich insbesondere an kleine und mittlere Unternehmen und unterstützt die Teilnehmenden durch Maßnahmen zur Marktvorbereitung sowie bei der Marktsondierung, -erschließung und -sicherung. www.german-energy-solutions.de

Renewable-Energy-Solutions-Programm (RES-Programm)

Mit dem RES-Programm unterstützt die Exportinitiative Energie des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE) deutsche Unternehmen der Erneuerbare-Energien- sowie Energieeffizienz-Branche bei der Erschließung neuer Absatzmärkte. Im Rahmen des Programms werden Referenzanlagen in einem Zielmarkt errichtet und mit Unterstützung der Deutschen Energie-Agentur (dena) öffentlichkeits- und werbewirksam vermarktet. Durch Informationsvermittlung sowie Schulungsaktivitäten wird die Nachhaltigkeit des Markteintritts gefördert und die Qualität klimafreundlicher Technologien aus Deutschland demonstriert. https://www.german-energysolutions.de/GES/Redaktion/DE/Dossiers/res-programm.html