Potentiale und Chancen der Wärmepumpe in der Energiewende

In der vergangenen Woche fand das 10. Forum Wärmepumpe statt, dort präsentierte der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.  erste Ergebnisse einer Studie der TU München. Im Rahmen ihrer „energiewirtschaftlichen Bewertung der Wärmepumpe in der Gebäudeheizung“ untersuchen die beauftragten Wissenschaftler, welche Auswirkungen der (vermehrte) Einsatz von Wärmepumpen auf CO2-Emissionen und Primärenergieverbrauch in Deutschland hat.

Die Studie gliedert sich in zwei Teile. Der erste zeigt, dass Wärmepumpen im Vergleich zu einem alten Ölkessel bereits mit dem derzeitigen Strommix 42 bis 52 Prozent der nicht-regenerativen Primärenergie sparen. Im Neubau nach EnEV-Standard beträgt die Ersparnis 32 bis 43 Prozent gegenüber einer Öl-Brennwertheizung mit Solarer Trinkwassererwärmung. Dieses Verhältnis verschiebt sich mit dem immer „grüneren“ Strommix weiter zu Gunsten der Wärmepumpe. So liegen 2030 die Primärenergie-Einsparungen im Alt- und Neubau bereits bei rund 80 Prozent und auch die CO2-Emissionen werden im Vergleich zum Referenzsystem um rund 70 Prozent geringer ausfallen.

Auswirkungen steigender Wärmepumpenzahlen auf den Strommix

In einem zweiten Teil untersucht die Studie der TU München, welchen Einfluss ein starker Ausbau von Wärmepumpen auf den zukünftigen Strommix hätte. Als Basis für die Ausbauprognose dient das sehr optimistische Ausbauszenario 2 der BWP-Branchenstudie 2011, das eine Steigerung des Wärmepumpen­bestands von ca. 450.000 Wärmepumpen auf rund 3,5 Millionen installierte Anlagen in 2030 vorsieht. Diese Wärmepumpen würden zu den derzeit rund 3,3 Terawattstunden jährlich rund 13,5 Terawattstunden Strom zusätzlich verbrauchen. Dieser Strom würde – je nach Stromszenario – zu 39 oder sogar zu 50 Prozent aus Erneuerbaren Energiequellen oder Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung stammen. Obwohl diese Analyse das Lastprofil der Wärmepumpe mit einer deutlichen Verstärkung im PV-armen Winter berücksichtigt, haben die zusätzlichen 3 Millionen Wärmepumpen nur einen sehr geringen Einfluss auf den Strommix. Neben den regenerativen Einspeisern kommen dabei auch etwas mehr fossile Kraftwerke zum Einsatz. Insgesamt würden Wärmepumpen selbst bei dieser forcierten Ausbau-Planung lediglich rund 3,5 Prozent des gesamten Stromverbrauchs ausmachen.

Methodik zur Analyse des Strommixes durch zusätzliche Wärmepumpen

Grundlage der Simulation zur Planung des Kraftwerkseinsatzes und -ausbaus und damit der Strommix-Prognose waren das Szenario A der Leitstudie des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und die deutlich ambitioniertere Stromprognose des Bundesverbands Erneuerbare Energien (BEE), die den Ausbau der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien vorgeben. Die Stromverbräuche für die Jahre 2020 und 2030 wurden der BMU Leitstudie entnommen. Auf diese wurde der zusätzliche Stromverbrauch der nach 2011 neu installierten Wärmepumpen mittels eines temperaturabhängigen Lastprofils aufgeschlagen. Das spezifische Lastprofil berücksichtigt etwa die stärkere Heizlast im Winter, aber auch tageszeitliche Schwankungen, anhand einer Standardlastprofilkurve für Wärmepumpen und des Temperaturreferenzjahrs TRY. Auf Basis dieser Vorannahmen hat die TU München ermittelt, welche Kraftwerke die zusätzlich benötigte Last erbringen würden, wenn man ein wirtschaftliches Modell zugrunde legt. Der Einspeisevorrang von Erneuerbarem Strom und Strom aus KWK-Anlagen wurde dabei berücksichtigt, wobei dieser alleine schon zwischen 39 und 50 Prozent des zusätzlichen Strombedarfs im Jahr 2030 ausmacht.

Wärmepumpen-Studie:

• Studie TU München: Energiewirtschaftliche Bewertung der Wärmepumpe in der Gebäudeheizung

Weitere Artikel zum Thema:

• energie-experten.org:  „Wie grün sind Wärmepumpen?“

Wärmepumpen-Branche tritt ins Smart Grid-Zeitalter ein

Die Netzintegration regenerativen Stroms gehört zu den drängendsten Problemen der Energiewende. Die Lösung liegt in intelligenten Stromnetzen (Smart Grids). Moderne Wärmepumpen können ein Teil dieser Lösung sein. Im Rahmen des 10. Forum Wärmepumpe stellten Paul Waning, Vorstandsvorsitzender des Bundesverbandes Wärmepumpe (BWP) e. V., und BWP-Geschäftsführer Karl-Heinz Stawiarski gemeinsam mit Industrievertretern das Label „SG Ready“ vor, mit dem in Zukunft Smart-Grid-fähige Wärmepumpe zertifiziert werden sollen.

Heizsysteme mit Wärmepumpe können als solcher fungieren. Sie können bei Bedarf überschüssigen Strom in thermische Energie umwandeln, die dann in einem Puffer- oder Warmwasserspeicher „gelagert“ wird. Bereits heute können die Netzbetreiber bei Stromknappheit Wärmepumpen-Anlagen zeitweise abschalten. Um ihr Speicherpotenzial noch besser zu nutzen, benötigt die Wärmepumpe eine entsprechend smarte Regelungstechnik. Diese können Verbraucher in Zukunft an dem neuen Label erkennen.

Insgesamt siebzehn Hersteller haben erklärt, das neue Label für ihre Geräte beantragen zu wollen. Die ersten Modelle mit smarter Regelungstechnik werden voraussichtlich auf der ISH im März 2013 der Öffentlichkeit präsentiert werden