Die Deutsche Physikalische Gesellschaft ist die älteste und mit mehr als 62.000 Mitgliedern auch größte physikalische Fachgesellschaft weltweit. Im September titelte sie "Wärmepumpe schlägt oft Kraft-Wärme-Kopplung". Dr. Gehard Luther, der seit zwei Jahrzehnten für die DPG tätig ist, hält am zweiten Tag des 13. Forum Wärmepumpe einen Vortrag mit der Fragestellung "Wärmepumpe oder Kraftwärmekopplung - wer trägt die Energiewende im Wärmebereich?".

Herr Luther, im September titelte die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) auf ihrem Faktenblatt Physikkonkret „Wärmepumpe schlägt oft Kraft-Wärme-Kopplung“. Wie haben Sie das gemeint?

In der Öffentlichkeit und sogar in Politik und Verwaltung gilt die gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme über Kraftwärmekopplung (KWK) noch immer als die effizienteste Form der Bereitstellung dieser Endenergien. Beeindruckende Energieeinsparungen werden angegeben; - diese sind jedoch in der Regel aus physikalisch nicht korrekten Vergleichen abgeleitet und  selbst die Vorgaben der einschlägigen EU-Richtlinien werden –außer in den Gesetzestexten - nicht eingehalten.  Die DPG hat daher in Ihrem Faktenblatt darauf hingewiesen,  dass  tatsächlich Wärmepumpen oft die energetisch günstigste Gebäudeheizung ermöglichen, wobei zudem der Einsatz fossiler Primärenergie reduziert und langfristig vollständig vermieden werden kann.

Wie sind die Autoren der DPG zu diesem Ergebnis gekommen?

Grundlage des knappen Faktenblattes ist die „Elektrizitätsstudie“ der DPG, die vom Arbeitskreis Energie (AKE) erarbeitet wurde.  Ausgehend von der Idee des „thermodynamisch optimierten Heizens“  wurde dort ein ausführlicher Vergleich  des Einsatzes von Erdgas zur Strom- und Wärmeerzeugung in modernen Anlagen mit unterschiedlicher Technologie  durchgeführt. Es zeigt sich, dass bei der Erzeugung einer gleichen Strom- und Wärmemenge die Prozesskette über GuD (Gas-und Dampfkraftwerk) und elektrische Wärmepumpe in der Regel deutlich weniger Gaseinsatz erfordert als bei einer KWK Anlage.

Aus diesen Überlegungen heraus: Welche Rolle könnte  Ihrer Meinung nach die Wärmepumpe in der Energiewende übernehmen?

Nach der Energiewende wird die aus Sonne und Wind erzeugte Elektrizität die wesentliche Primärenergie darstellen. Die elektrische Wärmepumpe ist daher grundsätzlich  gut aufgestellt, die nach der „Wärmewende“ noch erforderliche Niedertemperatur-Wärme für Heizung und Warmwasser bereitzustellen. Sie muss dabei ihre Stärken „Flexibilität“ und „hoher Nutzungsgrad“ ausnutzen und noch weiter verbessern. Auch die KWK kann zur zukünftigen Wärmeversorgung beitragen. Sie hat allerdings den Nachteil, dass sie einen Brennstoff als Einsatzenergie benötigt und daher eigentlich nur bei einem temporären Defizit des verfügbaren Stromes aus Sonne und Wind  eingesetzt werden sollte, wenn sowieso aus den Langzeitspeichern Brennstoff (Methan oder Wasserstoff) entnommen werden muss.

Der Markt kann aber nur dann eine vernünftige Aufteilung und Aufgabenverteilung finden, wenn beide Technologien vom Staat gleich behandelt werden. Gegenwärtig gibt es jedoch eine groteske Wettbewerbsverzerrung durch eine völlig überzogene Förderung der KWK einerseits und eine einseitige massive Belastung der Wärmepumpe durch die Steuern und staatlichen Abgaben des Stromeinsatzes andererseits. Diese Diskriminierung  der vermutlich optimalen Technologie zur Wärmebereitstellung in einer vom Primärenergieträger Elektrizität geprägten Energiewende muss umgehend beseitigt werden, damit sich auch die langfristigen baulichen Maßnahmen durchsetzen, die wie beispielsweise die Flächenheizung den Wärmepumpeneinsatz optimieren.

Dr. Gerhard Luther studierte in Saarbrücken Physik und Mathematik und promovierte dort mit einem Thema aus dem Bereich der Festkörperphysik. Danach betrieb er einige Jahre als Teilprojektsleiter im Sonderforschungsbereich „Ferroelektrika“ Grundlagenforschung. Anschließend leitete er das „Amt für Energie und Umwelt“ der Landeshauptstadt Saarbrücken und danach von 1987 bis 2001 das saarländische „Staatliche Institut für Gesundheit und Umwelt“. Seither beschäftigt er sich – auch noch als Rentner – mit Fragen der Zukunftsenergie an der Universität des Saarlandes. Schwerpunkte seiner Arbeit sind Energiespeicherung und „Thermodynamisch optimiertes Heizen“. Gerhard Luther ist seit zwei Jahrzehnten ehrenamtlich im Arbeitskreises Energie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) tätig.