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Studie der TU München zum Sparpotential von Wärmepumpen

(27.4.2009; Wärmepumpen-Aktionswochen) Die weitere Zunahme der Anzahl an Wärmepumpen in der Gebäudeheizung wird Primärenergie einsparen und CO₂-Emissionen reduzieren: Dies ist das Ergebnis der Studie "Energiewirtschaftliche Bewertung der Wärmepumpe in der Gebäudeheizung", die Prof. Dr.-Ing. Ulrich Wagner, Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik (IfE) von der TU München, am 23.4. in Berlin vorgestellt hat. Im Rahmen der Auftaktveranstaltung zu den Aktionswochen Wärmepumpe, die vom 25.4-10.5 2009 bundesweit bei mehr 1.500 lokalen Informations- und Erlebnisveranstaltungen Interessierte, Hausbesitzer und Fachleute über alles Wissenswerte rund um die Wärmepumpe informieren, belegt die Studie die ökologische Relevanz der Wärmepumpentechnik.


Wärmepumpen boomen: 2008 stieg die Anzahl der in Deutschland verkauften Heizungs-Wärmepumpen auf rund 62.500 Anlagen, im Vergleich zum Vorjahr nahm der Absatz um mehr als ein Drittel zu. "Wirtschaftlichkeit, Unabhängigkeit von Rohstoffimporten, Zukunftsfähigkeit und Umweltnutzen überzeugen immer mehr Kunden", erklärt Paul Waning, der Vorstandsvorsitzende des Bundesverbandes Wärmepumpe (BWP) e.V.

Welche Auswirkungen dieser verstärkte Einsatz von Wärmepumpen hat - ob die Technik, die regenerative Energien nutzbar macht, tatsächlich wirtschaftlich und in den Anforderungen des Umweltschutzes zukunftsweisend ist, untersucht die Studie von Professor Wagner. Dafür vergleicht sie den Primärenergieeinsatz und die CO₂-Emissionen von Wärmepumpen mit Gas- und Öl-Brennwertheizungen und älteren Ölkesseln, jeweils für den Strommix von 2008 (Eingangsgrafik oben) und 2030 (Grafik). Grundlage für den Vergleich ist dabei die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe - ein Maß für die Effizienz, das das Verhältnis von abgegebener Nutzwärme zu eingesetztem Strom beziffert. Auch die Auswirkungen der weiteren Zunahme an Wärmepumpen auf den Kraftwerkspark wurden untersucht.

Wärmepumpen sparen Primärenergie ein

Bereits mit dem derzeitigen Strommix spart eine Wärmepumpe im Vergleich zu einem hocheffizienten Gas-Brennwertkessel ab einer Jahresarbeitszahl von 2,2 Primärenergie und benötigt bei einer JAZ von 4,5 weniger als die Hälfte. Außerdem reduziert die Wärmepumpe die Abhängigkeit von einem einzelnen Energieträger - und damit die Abhängigkeit von spezifischen Energieimporten.

Noch deutlich günstiger fällt der Vergleich in der Zukunft aus - Grund dafür ist die energiesparendere Stromerzeugung durch effizientere Kraftwerke und einen deutlich höheren Anteil an erneuerbaren Energiequellen. Wärmpumpen haben bereits eine Lebensdauer von durchschnittlich 15 bis 20 Jahren und werden in dieser Zeit sozusagen von selbst immer umweltfreundlicher. 2030 sollen Wärmepumpen bereits ab einer JAZ von 1,8 besser abschneiden als die effizientesten fossilen Heizsysteme; ab einer JAZ von 3,5 werden sie demnach dann bereits 50 Prozent Primärenergie sparen. Insgesamt sparen die prognostizierten 1 Million zusätzlichen Wärmepumpen in Deutschland 2030 jährlich 9,49 TWh Primärenergie.

Wärmepumpen reduzieren CO₂-Emissionen

Bereits 2008 verringert eine Wärmepumpe ab einer Jahresarbeitszahl von mehr als 2,0 die CO₂-Emissionen - bei einer Jahresarbeitszahl von 4,0 sinken die CO₂-Emissionen um 50 Prozent im Vergleich zum effizientesten Referenzsystem, dem Gasbrennwertkessel.


Obwohl durch den Atomausstieg 2020 zunächst steigende CO₂-Emissionen bei der Stromerzeugung anzunehmen sind, wirkt sich die steigende Kraftwerkseffizienz und der höhere Erneuerbare Energien-Anteil auch in den CO₂-Emissionen der Wärmepumpen bis 2030 deutlich positiv aus. 2030 soll eine Wärmepumpe bereits ab einer JAZ von 3,6 die Marke von 100g CO₂/kWh Wärme unterschreiten – ein Drittel der Emissionen eines Öl-Brennwertkessels oder 40 Prozent eines Gas-Brennwertgeräts. Insgesamt würden die prognostizierten 1 Million zusätzlichen Wärmepumpen in Deutschland 2030 im Vergleich zu Gas-Brennwertheizungen jährlich 2,3 Millionen Tonnen CO₂ sparen.

Wärmepumpenzuwachs

Darüber hinaus untersucht die Studie die Auswirkungen eines Zuwachses von 1 Million Wärmepumpen bis 2030 auf den Kraftwerkspark. Dabei kommt die Studie zu folgendem belastbarem Ergebnis: Für die 1 Million zusätzlichen Wärmepumpen wird ein vergleichsweise geringer Prozentsatz an zusätzlichem Strom benötigt, der lediglich 0,7% des Nettostromverbrauchs von 2006 entspricht. Selbst an den kältesten Tagen benötigen alle diese Wärmepumpen zusammen nur eine mittlere Leistung von 1,3 GW - zum Vergleich: Derzeit sind bereits Windkraftwerke mit einer Leistung von 24 GW installiert. Damit sind die Auswirkungen der zusätzlichen Wärmepumpen auf den Kraftwerkspark gering. Und: In der Gesamtbilanz liegen die Wärmepumpen selbst bei dem Szenario 1, bei dem die CO₂-Emissionen geringfügig ansteigen, bei JAZ 2,0 bereits deutlich unter den Vergleichs-Heizungen.

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