Erschienen 2018-04-17 im RP-Energie-Blog (als E-Mail-Newsletter erhältlich!)
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Autor: Dr. Rüdiger Paschotta, RP-Energie-Lexikon, RP Photonics AG
Inhalt: Hier wird diskutiert, welche Energieaufwand durch den Verbrauch warmen und auch kalten Wassers beispielsweise in Haushalten verursacht wird. Einige Zahlenbeispiele helfen, diese Werte sinnvoll einzuordnen.
Es ist allgemein bekannt, dass der Energieaufwand für die Warmwasserbereitung z. B. in Haushalten erheblich ist, aber trotzdem ist vielen nicht klar, wie sich dies beispielsweise mit dem Aufwand für Elektrogeräte vergleicht. Dies soll im Folgenden geklärt werden – und ebenfalls die Frage, inwieweit auch der Verbrauch kalten Wassers mit Energieverbrauch verbunden ist.
Warmwasser
Die für die Warmwasserbereitung benötigte Wärmemenge wird zum größten Teil durch die Wärmekapazität des Wassers bestimmt, und diese ist relativ hoch: Um einen Liter Wasser um ein Grad (1 Kelvin) zu erwärmen, benötigt man 4,19 kJ (Kilojoule) Wärme. Wenn also Leitungswasser z. B. von 10 °C auf 60 °C aufgewärmt werden muss, entspricht das 50 · 4,19 kJ = 210 kJ = 0,058 kWh pro Liter (bzw. ca. eine Kilowattstunde pro 17 Liter Warmwasser). Macht man das in einem Elektroboiler, braucht das so viel elektrische Energie, wie eine stromfressende 100-Watt-Glühlampe in 35 Minuten umsetzt – oder eine 10-W-LED-Lampe in 350 Minuten = 5,8 Stunden. Ein Liter heißes Wasser ist aber bei voll aufgedrehtem Wasserhahn schon in wenigen Sekunden verschwendet! Deswegen wird ein Energiesparer, der eine unnötig brennende Glühlampe noch einigermaßen gelassen betrachtet, beim Anblick eines unnötigen oder unnötig starken Strahls von Warmwasser schnell unruhig.
Wenn das Warmwasser mit einer Warmwasserwärmepumpe bereitgestellt wird, geht es immerhin um z. B. 3 mal weniger elektrische Energie, je nach Leistungszahl des Geräts. Trotzdem sollte man auch dann auf den Warmwasserverbrauch achten.
Wenn eine Gasheizung das Warmwasser liefert, ist es ebenfalls weniger schlimm als mit dem Elektroboiler; immerhin könnte man aber mit dem verbrauchten Gas in einem Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk ca. die halbe Menge elektrischer Energie erzeugen. Außerdem entstehen pro Kilowattstunde ca. 200 g CO2, während es mit Ökostrom für den Elektroboiler sehr viel weniger ist.
Die Energieverluste vor allem bei zentralen Warmwassererzeugern und in Warmwasser-Zirkulationssystemen sind ebenfalls noch zu berücksichtigen. Sie treten zum Teil schon ohne jeden Warmwasserverbrauch auf, sind zum Teil aber auch verbrauchsabhängig. Ziemlich übel ist es um die Energieeffizienz bestellt, wenn ein alter Öl- oder Gaskessel im Sommer nur für die Warmwasserbereitung läuft; da kann es gut passieren, dass weit mehr als die Hälfte der eingesetzten Energie verloren gehen.
Andererseits können Wärmeverluste des Warmwassersystems in der Heizperiode effektiv teils deutlich geringer ausfallen – wenn nämlich die “verlorene” Wärme in beheizte Räume gelangt und die Heizungsanlage deswegen entsprechend weniger leisten muss. Leider verlaufen die Warmwasserleitungen aber aus praktischen Gründen häufig zum großen Teil nicht durch beheizte Räume (oder durch nicht wärmegedämmte Außenwände), sodass dieser Effekt dann nicht allzu stark ist.
Übrigens lässt sich der Effekt ganz einfach erheblich verstärken, wenn man beispielsweise das Badewasser nach dem Baden in der Wanne abkühlen lässt, bevor man es ablässt. Damit lässt sich ein guter Teil der für die Erwärmung benötigte Wärmemenge bei der Heizung wieder einsparen.
Erwähnen möchte ich noch die Möglichkeit der solaren Warmwasserbereitung. Hier hat man nur einen geringen Energieaufwand für die Umwälzpumpe und die Steuerung und kann zumindest im Sommer den größten Teil der Warmwasserbereitung damit abdecken. Damit entfallen dann auch entsprechende Verluste der Zentralheizungsanlage.
Der Artikel über Warmwasser enthält einige Tipps, um den Warmwasserverbrauch zu minimieren.
Kaltwasser
Die meisten sind sich nicht bewusst, dass auch der Verbrauch von Kaltwasser mit einem gewissen Energieverbrauch verbunden ist – auch wenn dieser wesentlich niedriger ist als bei Warmwasser.
Zunächst einmal brauchen die Wasserwerke vor allem elektrische Energie für den Transport des Wassers mit großen Pumpen, und zum Teil auch für die Aufbereitung. Wie viel das ist, hängt stark vom Einzelfall ab. Nehmen wir als Beispiel einmal zu Bodensee-Wasserversorgung. Diese hat in 2016 130,7 Millionen Kubikmeter Wasser mit einem gesamten elektrischen Energieaufwand von 159,9 Millionen kWh geliefert. Pro geliefertem Kubikmeter Wasser sind dies also ca. 1,22 kWh. Dies entspricht ungefähr dem Energieaufwand für eine ideal effiziente elektrische Pumpe, die dieses Wasser knapp 450 Meter weit hochpumpen müsste. Übrigens werden derzeit gut 10 % dieser Energiemenge in Trinkwasserkraftwerken auf dem Weg zum Verbraucher wieder zurückgewonnen, weil das Wasser zunächst auf den Sipplinger Berg weit über dem Bodensee gepumpt wird, größtenteils aber an weit tiefer gelegenen Standorten wieder verbraucht wird. Den sonst unnötig hohen Wasserdruck nutzt man dann eben in den Trinkwasserkraftwerken in der Nähe der Verbraucher.
Um den Energieaufwand für Kaltwasser einzuordnen, mache ich einmal zwei Vergleiche:
- Im Vergleich zur Warmwasserbereitung in einem Elektroboiler ist das sehr wenig: effektiv gut eine Kilowattstunde pro Kubikmeter (= 1000 Liter) für das kalte Wasser im Vergleich zu 58 kWh für den Elektroboiler.
- Wenn man andererseits an einem heißen Sommertag ein paar Kubikmeter für den Rasensprenger und das Gießen des Gartens verwendet (also weit mehr, als man an diese Tag Warmwasser im Haushalt benötigt), kommen ein paar Kilowattstunden im Wasserwerk zusammen – vermutlich kaum weniger, als an diesem Tag durch Elektrogeräte im Haus verbraucht wird. Nur zahlt man dies eben an das Wasserwerk und nicht über die eigene Stromrechnung; so etwas nennt man graue Energie. Übrigens macht diese Energie nur den geringsten Teil der Kosten für das Wasser aus.
Leicht übersehen wird ein wichtigerer Effekt, der in der Heizperiode auftritt. Das kalte Wasser kommt beispielsweise mit 10 °C oder weniger aus der Leitung, erwärmt sich im Haus aber häufig auf ca. 20 °C – beispielsweise wenn es lange genug im Spühlkasten der Toilette steht, bis es verwendet wird. Das Wasser kommt also mit 10 °C und verlässt es wieder mit 20 °C. Die entsprechende Wärmemenge wird zu einem guten Teil beheizten Räumen entnommen und muss deswegen von der Heizungsanlage zusätzlich geliefert werden. Dies bedeutet, dass der durch Kaltwasser z. B. in den Toiletten entstehende Wärmeverbrauch pro Liter grob geschätzt ein Fünftel dessen betragen kann, was die entsprechende Menge Warmwasser gekostet hätte. Das mag insgesamt keine enorme Energiemenge sein, ist aber immerhin weit mehr, als die Lieferung dieses Wassers durch das Wasserwerk benötigt.
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