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Entscheidend für die Einsparung von Energie sind die Regelung der Heizungsanlage sowie eine gute Wärmedämmung des Gebäudes.

2011 wurde in Deutschland ca. 40 % der Energie im Gebäudesektor verbraucht. Davon entfielen etwa 70 % (also 28 % absolut) auf den häuslichen privaten Energieverbrauch. Private Haushalte verbrauchen die meiste Energie für die Heizung bzw. Kühlung der Wohnräume. In Mitteleuropa ist vor allem das Heizen maßgeblich.

Bis im Jahr 2022 veränderte sich der Bestand zentraler Wärmeerzeuger für Heizungen in Deutschland.^[2] Genutzt wurde der Gas-Brennwertkessel mit 7,9 Millionen Stück am häufigsten, gefolgt vom Gas-Kessel (Heizwert) mit 6,2 Millionen Stück. Eine weitere deutliche Veränderung gegenüber 2008 waren die 1,4 Millionen Wärmepumpen.

Ältere Heizungen hatten einen Nutzungsgrad um 64 %, spätere Niedertemperaturheizungen erreichten bis zu 94 % und moderne Brennwertheizungen bis zu 104 % (Werte bezogen auf den Heizwert). Der Austausch alter Heizungsanlagen führte bis zu 40 % Energieeinsparung und war eine der Energiesparmaßnahmen, welche sich rasch wirtschaftlich amortisierte.

Das durchschnittliche Alter der Heizgeräte in Deutschland lag 2015 bei 17 Jahren, mehr als ein Drittel (36 %) war älter als 20 Jahre. Über 70 % der installierten Heizgeräte hätten nur die Effizienzklasse C, D oder E erreicht. Die Bundesregierung beschloss im August 2015 die gesetzlichen Grundlagen zur Umsetzung des „nationalen Effizienzlabels für Heizungsaltanlagen“, welches ab dem 1. Januar 2016 für Heizkessel älter als 15 Jahre galt.^[3]

Der Heizenergiebedarf verringert sich jeweils um durchschnittlich 6 % bei Absenkung der Raumtemperatur um 1 °C.^[4]

Der Heizenergieverbrauch lässt sich reduzieren, indem nachts sowie beim Verlassen der Wohnung die Heiz-Temperatur abgesenkt wird, siehe: Nachtabsenkung. Der Umfang der Einsparungsmöglichkeit ist umstritten. Gelegentlich wird empfohlen, die Nachtabsenkung auf 2 °C zu beschränken.

Moderne Umwälzpumpen und ein hydraulischer Abgleich^[5] der Heizung sparen Elektroenergie^[6]

Bei einer Studie aus dem Jahr 2003 zur Heizungsoptimierung wurde das Einsparungspotential für die Bundesrepublik Deutschland zwischen 20.000 und 28.000 GWh pro Jahr geschätzt^[7], (zum Vergleich: das Kernkraftwerk Brokdorf speiste im Jahr 2010 11.360 GWh elektrischen Strom ins Netz ein^[8]). Die Gegenmaßnahmen waren (2003) mit Aufwänden von 2 €/m² bis 7 €/m² Wohnfläche vergleichsweise kostengünstig.^[9] Sehr viel Heizenergie (und damit Heizkosten) bei wenig Kostenaufwand kann durch Optimierung des Rücklaufs von Heizkörpern eingespart werden. Bei (Zentral-)Heizkesseln auch moderner Bauart können Stillstandsverluste auftreten, die (je nach Alter der Heizungsanlage und Brennstoff) bis zu 50 % der gesamten Brennstoffkosten ausmachen können (siehe Energieverschwendung).

Brennwertkessel nutzen zusätzlich die Kondensationsenthalpie des aus dem Abgas kondensierenden Wasserdampfs, indem die Verbrennungsgase bis unter den Taupunkt heruntergekühlt werden und so weniger Wärme durch den Schornstein entweicht. Das zum Heizkessel rücklaufende Kreislaufwasser sollte eine möglichst tiefe Temperatur aufweisen, um den tiefsten Rauchgastaupunkt zu unterschreiten und die Kondensation zu maximieren. Dies wird erreicht durch vergrößerte (Niedertemperatur-)Heizkörper, Fußbodenheizung oder Erwärmung der kalten Gebäude-Frischluft durch den Rücklauf des Heizkreises.

Weitere Maßnahmen sind:

• verbesserte Brennerkonstruktion und -führung
  • große Regeldynamik der Brennerleistung entsprechend Wärmebedarf, dadurch Vermeiden von Brenner-Stillstandszeiten mit damit verbundenen Auskühlverlusten (siehe dazu Erfassung und Vermeidung von unnötig hohen Energieverbräuchen)
  • Vermeiden unnötig häufiger und verbrauchsintensiver Brennerstarts durch größeren Temperaturschwankungsbereich (Hysterese)

• große Regeldynamik der Brennerleistung entsprechend Wärmebedarf, dadurch Vermeiden von Brenner-Stillstandszeiten mit damit verbundenen Auskühlverlusten (siehe dazu Erfassung und Vermeidung von unnötig hohen Energieverbräuchen)
• Vermeiden unnötig häufiger und verbrauchsintensiver Brennerstarts durch größeren Temperaturschwankungsbereich (Hysterese)

Eine Wärmeersparnis gelingt auch durch Erwärmung u. a. der Heizungszuluft mit dem Rauchgas in doppelwandigen Edelstahl-Kaminröhren (Luft-Abgas-System).

1986 zählte man in bundesdeutschen Haushalten 2,6 Millionen Kachelöfen, offene Kamine und Kaminöfen mit einer jährlichen Zuwachsrate von rund 10 %.^[10] Fast sämtliche solche sowie in Zimmern aufgestellte Einzelöfen (Kohle, Öl, Holz) nutzen aufgrund ihrer einfachen Konstruktion den Brennstoff schlecht aus – ein Großteil der erzeugten Wärme geht durch das Abgasrohr verloren. In den 1980er Jahren schätzte man die Wärmeverluste bei Kaminöfen (als Einzelraumheizungen) um die 70 % des eingesetzten Brennwerts.^[10] Allerdings handelt es sich in der absoluten Mehrheit um Ambiente-Elemente und nicht um die Raumheizung. So wurden zwar die Feinstaubemissionen ab 2025 in Deutschland vom Bundes-Immissionsschutzgesetz geregelt, allerdings mit Ausnahmen wie offenen Kaminen oder vor 1950 erstellten Öfen.^[11]

Elektroheizungen sind nur dann energiewirtschaftlich zweckmäßig, wenn eine Beheizung nur sehr selten erforderlich ist oder wenn die zum Heizen benötigte elektrische Energie aus Überschüssen erneuerbarer Energien stammt. Hierzu kann es sinnvoll sein, die elektrisch erzeugte Wärmeenergie zu speichern. Idealerweise sollen elektrische Speicherheizungen sich dann aufladen, wenn gerade ein Überangebot an Elektroenergie vorliegt. Das ist mit Rundsteuer-Relais möglich, die, vom Energieversorger gesteuert, Verbraucher ein- und ausschalten können.

Strahlungsheizungen gelten als effizienter als Konvektionsheizungen (siehe dazu Kritik und Kontroversen), vor allem, wenn sie hydraulisch (mit Niedertemperatur-Rohrschlangen) betrieben werden.

Die ideale Ergänzung eines Brennwertkessels als umweltschonendes und energiesparendes Heizungssystem ist eine Niedertemperaturheizung in Form einer (am wenigsten durch Wärmekonvektion verlierenden Deckenheizung oder anderen Strahlungsheizung. Die geringe Vorlauftemperatur so einer Niedertemperatur-Strahlungsheizung (bis zu 40 °C) entspricht der optimalen Betriebstemperatur eines Brennwertkessels oder einer Solarthermie­Heizung. Fußbodenheizungen geben etwa zwei Drittel ihrer Wärme als Strahlungswärme ab, Deckenheizungen etwa 90 %. Die Temperaturerhöhung umgebender Raumflächen und Nichterwärmung von Luft führt zu einer Absenkung der Raumtemperatur und damit einer weiteren Energieeinsparung. In gut wärmegedämmten Häusern können auch übliche Wandheizkörper mit geringen Heißwassertemperaturen aus einem Brennwertkessel betrieben werden. Eine ähnliche Behaglichkeit bei abgesenkter Raumtemperatur versprechen entlang der Außenwände verlegte Heizleisten, die durch aufsteigende Warmluft zunächst die Wandoberfläche erwärmen, welche die Wärme dann über die physiologisch vorteilhafte Wärmestrahlung an den Raum abgibt. Ebenso wie bei Wand- und Fußbodenheizungen kann so die Raumluft etwas kühler bleiben und Wärmestaus an der Zimmerdecke werden vermieden.

Wand- und Fußleistenheizungen sollten nicht durch Vorhänge oder Schränke abgeschirmt werden. Auch normale Heizkörper funktionieren effizienter, wenn vorhandene Verkleidungen und gegebenenfalls Vorhänge entfernt werden, welche den Luftstrom um den Heizkörper behindern. Sinnvoll ist es auch, die Wandfläche hinter dem Heizkörper besonders gut zu dämmen. Steht der Heizkörper in einer Wandnische, so wird in einem ungedämmten Gebäude durch die verringerte Wandstärke besonders viel Wärme durch die Außenwand verloren gehen. Ist eine stärkere Dämmung nicht möglich, hilft schon eine im Baumarkt als Rolle erhältliche drei bis fünf Millimeter dicke Styroporschicht mit aufkaschierter Alufolie die zur Außenwand gerichtete Wärmestrahlung des Heizkörpers zurück in den Raum zu reflektieren.

Für die Auswahl des Bodenbelages bei Fußbodenheizungen sind sowohl die Dicke als auch die Wärmeleitfähigkeit die entscheidenden Kriterien. Dünnere und besser Wärme leitende Beläge (Keramiken) verringern die Temperaturdifferenz. Gut dämmende und dickere Beläge (Teppiche) sind weniger günstig.

Thermostate an Heizkörpern und Heizgeräten regulieren die Raumtemperatur und steuern somit den Energiebedarf. Bei Wohnräumen gilt eine Temperatur von 20 bis 21 °C als Standard. Eine verringerte Raumtemperatur führt pro 1 °C zu einer durchschnittlichen Energieersparnis von 6 %.^[4]

Ein weiteres bauliches Mittel zur Energieeinsparung ist die Vermeidung unnötig hoher Räume. Der Temperaturunterschied zwischen Boden und Decke kann über 10 °C betragen. Jedoch genügt ein langsam laufender Deckenventilator, um die Wärme wieder gleichmäßig im Raum zu verteilen.

Ebenso sollten Treppenaufgänge durch Türen von den Wohnräumen abgeteilt sein.

Weitere Informationen zu Gebäuden unter Energiestandard, Niedrigenergiehaus und Passivhaus.

Fernwärme wird durch Heizwerke bereitgestellt. Bei Kraft-Wärme-Kopplung ist die Energieeffizienz deutlich gesteigert. Kraft-Wärme-Kopplung ist ein Weg zur Primärenergieeinsparung bei der Erzeugung von Elektrizität und beim Heizen. Neben der großtechnischen Variante des Heizkraftwerks existieren auch technische Lösungen für den Haushalt (Blockheizkraftwerk und Mikro-KWK). Durch die Blockgröße von Heizwerken ist dort ein erhöhter technischer Aufwand wirtschaftlich, um die Energieeffizienz zu steigern. Dem stehen Wärmeverluste bei der Übertragung gegenüber. Fernwärmenetze helfen jedoch auch bei der Reduzierung der Abgaseinzelemissionen.

Abwärme aus Prozesswärme, wie sie in einigen Industrieanlagen anfällt, ist eher auf das räumliche Umfeld beschränkt.

Eine Wärmepumpenheizung gewinnt Wärme durch das Kühlen der Außenluft, des Oberflächen- oder Grundwassers oder oberflächennaher Erdschichten. Wärmepumpen können den Wirkungsgrad der Stromerzeugung mittels fossiler Energieträger oder Kernspaltung ausgleichen und sind daher mit Feuerungen konkurrenzfähig. Die Kühlung der Außenluft als Wärmequelle ist stark außentemperaturabhängig und wird bei niedrigen Temperaturen unwirtschaftlich. Stehen hingegen günstige Bedingungen zur Verfügung (Wärme aus z. B. Oberflächenwasser oder grundwasserführenden Schichten) und werden Niedrigtarifzeiten und Überschüsse nachhaltig erzeugter Elektroenergie genutzt, zählen Wärmepumpen, verbunden mit Wärmespeichern, zu den effizientesten Heizungen. Nachteilig sind die hohen Investitionskosten.

Die Geothermie ist in Deutschland fast immer mit dem Einsatz von Wärmepumpen verbunden, da kaum Lagerstätten mit hoher Temperatur erreichbar sind. Die Geothermie ermöglicht effizientes umweltfreundliches Heizen, erfordert aber hohe Investitionen.

Sonnenkollektoren können wesentliche Teile des Heizenergiebedarfes und des Warmwasserbedarfes decken. Hierzu tragen nicht nur effektive Sonnenkollektoren bei, sondern besonders auch Wärmespeicher mit bis zu saisonaler Kapazität. Verbunden mit Niedrigenergiehäusern kann Solarwärme eine aktive Heizung ganz ersetzen.