Wärmepumpen tragen zum Klimaschutz bei
Wie kommen wir zu einem nachhaltigen Gebäudesektor?
2023 decken die Erneuerbare Energien in Deutschland zum ersten Mal über 50 Prozent des Stromverbrauchs. Auch bei der Photovoltaik geht der Trend weiter nach oben: Mit einem Zubau von 14,4 GW übertrifft sie den bisherigen Rekord aus 2012 um 6,2 GW. Auch der importierte Strom stammt inzwischen fast zur Hälfte aus Erneuerbaren Energien.
Leider steht es weiterhin schlecht um den Gebäudesektor. Hier wurden auch 2023 wiederholt die Sektorenziele verfehlt. Dabei ist gerade der Gebäudesektor von großer Bedeutung für die Erreichung der Klimaziele. 2023 war ein Rekordjahr für Wärmepumpen, aber leider auch für Gasheizungen; es wurden etwa 2,5-mal mehr fossile als klimafreundliche Heizungen verkauft. Und das, obwohl der Gebäudesektor immer noch einen Großteil der CO2-Emissionen verursacht – durch das Heizen mit fossilen Brennstoffen.
Was wollen wir erreichen?
Die deutschen Treibhausgasminderungsziele sind im Bundes-Klimaschutzgesetzes (Stand August 2021) festgelegt. Die Emissionen sollen bis 2030 um mind. 65 Prozent und bis 2040 um mind. 88 Prozent gesenkt werden (gegenüber 1990). Zudem gelten in einzelnen Sektoren bis 2030 zulässige Jahresemissionsmengen.
Um diesem Ziel näher zu kommen, hatte sich die Bundesregierung im Juni 2022 anlässlich des Wärmepumpengipfels dafür ausgesprochen, dass ab 2024 pro Jahr 500.000 Wärmepumpen neu installiert werden sollen. Außerdem gibt das novellierte Gebäudeenergiegesetz (GEG) vor, dass ab dem 01. Januar 2024 jede neu eingebaute Heizung zu 65 Prozent mit erneuerbaren Energien betrieben werden muss. Auch für Bestandsgebäude gibt es festgelegte Regelungen mit Übergangsfristen für den Austausch fossiler Heizungen. Spätestens bis zum 31.12.2044 muss die Nutzung von fossilen Energieträgern aber beendet werden.
Wie schaffen wir das?
Wärmepumpen werden elektrisch angetrieben und benötigen hierfür Strom. Mit Strom aus Erneuerbaren Energien laufen Wärmepumpen nahezu treibhausgasneutral. Strom aus erneuerbaren Energien wird durch Solarenergie, Windenergie, Wasserkraft, Bioenergie und Geothermie erzeugt. Je höher der Anteil der erneuerbaren Energien am Strommix in Deutschland ist, umso weniger Treibhausgase werden emittiert – und somit wird das Klima geschont.
Nutzer von Wärmepumpen, die erneuerbaren Strom beziehen, heizen heute schon treibhausgasfrei. Mit 1 Kilowattstunde Strom können – je nach Effizienz der Wärmepumpe – 3 bis 5 Kilowattstunden Wärme produziert werden. Der Umstieg von einer fossil betriebenen Heizung auf eine Wärmepumpe ist meist mit einer großen CO2-Einsparung verbunden.
Einer Studie des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE zufolge, sind die CO2-Einsparungen einer Wärmepumpe erheblich gegenüber einem konventionellen Gaskessel. Wärmepumpen sind das nachhaltige Heizsystem der Zukunft. Und deshalb werden sie aktuell sehr stark gefördert.
Wir unterstützen Sie bei der Recherche und beraten zu technischen Fragen und rund um die Förderung.
Jetzt sind Sie am Zug!
[1] https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgasminderungsziele-deutschlands (06.02.2024)
Weiterführende Literatur zu diesem Thema:
Roadmap Wärmepumpe des Bundesverband Wärmepumpe e.V.: https://www.waermepumpe.de/politik/waermemarkt/
Website Umweltbundesamt: https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgasminderungsziele-deutschlands
Frank-Michael Baumann: „Ratgeber Wärmepumpe. Klimaschonend, effizient, unabhängig“
Aktuelle Studien zur Effizienz von Wärmepumpen: https://www.ise.fraunhofer.de/de/geschaeftsfelder/klimaneutrale-waerme-und-gebaeude/waermepumpen.html
Eine Wärmepumpe spart pro Jahr durchschnittlich 2620 kg CO2 gegenüber einem fossilen Heizsystem mit Öl oder Gas ein.
Über eine Lebensdauer von 20 Jahren werden somit gut 52 Tonnen CO2 weniger emittiert.
Eine Wärmepumpe rettet im Jahr knapp 8 m² arktische Eisfläche.
Laut dem Wissenschaftsjournal Science* führt jede Tonne CO2 zu einem Verlust von etwa 3 m² arktischem Eis.
*Notz, Stroeve (2016): Observed Arctic sea-ice loss directly follows anthropogenic CO2 emission, Science
Nur 23% der 21,6 Mio. Wärmeerzeuger waren 2022 effizient und nutzten regenerative Energien.
Welche Voraussetzungen sind notwendig, damit eine wirtschaftliche Wärmegewinnung aus Abwasser infrage kommt?
18.09.2023Abstand Gebäude zu Kanal: Bei der Nutzung der Abwasserwärme finden sich in der Projektpraxis Gebäude, die auch viele hundert Meter entfernt von einem Kanal liegen. Der Länge einer Erschließungsleitung zwischen Kanal und Abnehmer sind dabei technisch kaum Grenzen gesetzt. Es ist aber ein Kostenfaktor und daher muss man für das spezifische Projekt klären, in welcher Entfernung eine Erschließung noch wirtschaftlich ist. Mit Blick auf Wärmenetze kann die „Reichweite“ der Erneuerbaren Energiequelle Abwasser aber auch noch einmal erheblich erhöht werden.
Durchflussmengen: 10 Liter pro Sekunde sog. Trockenwetterabfluss (d.h. Abwasser ohne Regenwasser) sollte mindestens im Kanal sein, damit die Energiegewinnung kontinuierlich und verlässlich gesichert ist. Solche Kanäle finden sich vielfach in Städten, wobei es durchaus auch in Kommunen mit 10.000 Einwohnern solche geeigneten Kanalabschnitte geben kann.
Kanal und Kläranlage: Neben der Gewinnung der Abwasserwärme am Kanal ist zusätzlich auch die Gewinnung an der Kläranlage sehr sinnvoll – beides sollte gemacht werden. In der Regel werden an Kläranlagen Projekte im Megawatt-Bereich realisiert, während es am Kanal ab 50kW losgeht. Die Abwassermenge an der Kläranlage ist in der Regel deutlich größer als im Kanal. Allerdings muss man dann dort schauen, ob man sinnvoll in ein Wärmenetz einspeisen kann, oder es andere Abnehmer in Reichweite gibt. Meistens liegen Kläranlagen außerhalb von Städten und daher gilt es auch hier die Wirtschaftlichkeit projektspezifisch zu klären.
Abwassertemperatur: Meistens wird man im Kanal und auch an der Kläranlage auch an kalten Wintertagen noch eine Temperatur von 10°C im Abwasser haben. In großen Städten ist die Temperatur eher höher. Dies sind gute Quelltemperaturen für den effizienten und wirtschaftlichen Betrieb der Wärmepumpe.