Wärmepumpen werden immer „grüner“ - Studie der TU München: Wärmepumpe spart 2030 rund 80 Prozent CO2-Emissionen und Primärenergie

BWP-Geschäftsführer Karl-Heinz Stawiarski kommentierte die Ergebnisse: „Mit der Studie der TU-München haben Wärmepumpenbesitzer nun schwarz auf weiß, dass ihre Anlagen im Vergleich zu fossilen Heizsystemen sowohl Treibhausgase als auch fossile Primärenergie einsparen – und das um bis zu 50%. Doch das Beste ist: Durch den wachsenden Anteil regenerativer Energien im Strommix werden Wärmepumpen im Laufe ihrer Nutzungsdauer ohne erneute Investitionen immer ‚grüner‘. So wird eine heute installierte Anlage in zwanzig Jahren etwa drei Viertel weniger Primärenergieverbrauch und CO2-Emissionen verursachen als beispielsweise eine Öl-Brennwertheizung mit solarer Trinkwassererwärmung nach EnEV-Standard.“
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% der nicht-regenerativen Primärenergie sparen. Im Neubau nach EnEV-Standard beträgt die Ersparnis 32 bis 43% gegenüber einer Öl-Brennwertheizung mit solarer Trinkwassererwärmung. Dieses Verhältnis verschiebt sich mit dem immer „grüneren“ Strommix weiter zugunsten der Wärmepumpe. So liegen 2030 die Primärenergie-Einsparungen im Alt- und Neubau bereits bei rund 80% und auch die CO2-Emissionen werden im Vergleich zum Referenzsystem um rund 70% geringer ausfallen.
Als Berechnungsgrundlage für das Basisjahr 2011 dienten den TUM-Wissenschaftlern die vom International Institute for Sustainability Analysis and Strategy (IINAS) prognostizierten GEMIS-Werte für die CO2-Emissionen und den Primärenergiefaktor des Strommixes. Für die Folgejahre haben die Wissenschaftler mit einer Simulation errechnet, dass der Primärenergiefaktor von derzeit 2,2 kWh nicht-erneuerbare Primärenergie für eine kWh Strom bis 2030 auf unter 0,8 sinkt. Die CO2-Emissionen pro kWh Strom sinken im gleichen Zeitraum von knapp 500 g auf 255 g. Effiziente Wärmepumpen erzeugen aus 1 kWh bis zu 4 kWh Wärme.

Auswirkungen steigender Wärmepumpenzahlen auf den Strommix
In einem zweiten Teil untersucht die  Studie der TU München, welchen Einfluss ein starker Ausbau von WP auf den zukünftigen Strommix hätte. Als Basis für die Ausbauprognose dient das sehr optimistische Ausbauszenario 2 der BWP-Branchenstudie 2011, das eine Steigerung des WP-Bestands von  ca. 450000 WP auf rund 3,5 Mio. installierte Anlagen in 2030 vorsieht. Diese WP würden zu den derzeit rund 3,3 TWh jährlich rund 13,5 TWh Strom zusätzlich verbrauchen. Dieser Strom würde – je nach Stromszenario – zu 39 oder sogar zu 50% aus EE oder Anlagen zur KWK stammen. Obwohl diese Analyse das Lastprofil der Wärmepumpe mit einer deutlichen Verstärkung im PV-armen Winter berücksichtigt, haben die zusätzlichen 3 Mio. WP nur einen sehr geringen Einfluss auf den Strommix. Neben den regenerativen Einspeisern kommen dabei auch etwas mehr fossile Kraftwerke zum Einsatz. Insgesamt würden WP selbst bei dieser forcierten Ausbau-Planung lediglich rund 3,5% des gesamten Stromverbrauchs ausmachen.
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 WP 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% des zusätzlichen Strombedarfs im Jahr 2030 ausmacht.

Start ins Smart-Grid-Zeitalter
Neben der Studie gab es eine weitere Neuheit: Paul Waning, Vorstandsvorsitzender des BWP, und Karl-Heinz Stawiarski stellten gemeinsam mit Industrievertretern das Label „SG Ready“ vor, mit dem in Zukunft Smart-Grid-fähige WP zertifiziert werden sollen. Insgesamt siebzehn Hersteller haben bislang angekündigt, dass sie das neue Label für ihre Geräte beantragen wollen. Die ersten Modelle mit smarter Regelungstechnik werden voraussichtlich auf der ISH im März 2013 der Öffentlichkeit präsentiert. Waning erläuterte eindringlich die Herausforderungen, die durch die verstärkte Einspeisung von Wind- und Solarenergie entstehen: „Die Netzintegration regenerativen Stroms gehört zu den drängendsten Problemen der Energiewende. Die Lösung liegt in intelligenten Stromnetzen, sogenannten „Smart Grids“. Moderne WP können ein Teil dieser Lösung sein. Als Schlüsseltechnologie für Lastmanagement im Haushalt können sie maßgeblich dazu beitragen, mehr Erneuerbare Energie ins Netz zu integrieren. Durch Smart-Grid-fähige Wärmepumpen lässt sich die Energiewende an Strom- und Wärmemarkt gleichzeitig durchsetzen.“ Für Karl-Heinz Stawiarski ist das Label ein weiterer Beweis für die Zukunftsfähigkeit der Technologie: „Es gibt 500000 WP in Deutschland, jedes Jahr kommen mehrere Zehntausend hinzu. Das Potenzial, das sie für die Stabilisierung der Stromnetze bieten, ist enorm. Es muss nur genutzt werden. Wir als WP-Branche setzen mit dem ‚SG ready‘-Label ein Zeichen, dass wir unsere Hausaufgaben gemacht haben.“

KONTAKT: Bundesverband Wärmepumpe (BWP), 10117 Berlin, Tel. 030 208799711, Fax: 030 208799712, info@waermepumpe.de, www.waermepumpe.de