Die Politik hat sich aus der Energiewende verabschiedet, aber immer mehr Menschen investieren in ihre eigene Abkehr von fossilen oder nuklearen Energieträgern, von Großkonzernen und Technologien, die keine Zukunft haben. Auf dem Heiztechnikmarkt hat sich innerhalb weniger Jahre die Wärmepumpe als neue Technik für die Versorgung mit Raumwärme und Warmwasser etabliert. Zudem erhöhen die steigenden Preise für Strom, Erdgas und Heizöl den Druck auf Privatverbraucher und mittelständische Unternehmen.
Eine wesentliche Rolle spielen dabei zwei Lösungsansätze: die dezentrale Produktion von Solarstrom zum Eigenverbrauch und effiziente Heizsysteme – allen voran die Wärmepumpe. Denn sie nutzt in der Umgebungsluft, im Grundwasser oder im Erdreich gespeicherte Wärme, die mit einem elektrischen Scroll-Verdichter auf die erforderlichen Temperaturen gebracht wird.
Energieverbrauch senken
Eine ordentliche Wärmepumpe erzeugt mithilfe von einer Kilowattstunde Strom zwischen 3,3 (Luft als Wärmequelle) und bis über sechs Kilowattstunden (Wasser als Wärmequelle) thermische Nutzenergie. „Die Wärmepumpe ist am besten geeignet, den Energieverbrauch in Privathaushalten, aber auch von kleinen und mittleren Unternehmen drastisch zu senken“, erläutert Clemens Dereschkewitz, Geschäftsführer der Firma Alpha-Innotec GmbH. Das Unternehmen zählt zu den Vorreitern nicht nur im Wärmepumpenmarkt, sondern auch bei der Kombination solcher Heizsysteme mit Photovoltaik. So hat Alpha-Innotec schon vor Jahren begonnen, seine Produkte auf diese Liaison auszulegen – zu Zeiten, als der Photovoltaikmarkt noch von staatlichen Einspeisevergütungen für den Netzanschluss getrieben war.
Wie groß das Potenzial ist, verdeutlicht eine einfache Rechnung, die Dereschkewitz aufmacht: „Laut Umweltbundesamt werden mehr als 80 Prozent der in Privathaushalten verbrauchten Energie für Heizung und Warmwasser eingesetzt. Mit einer Wärmepumpe kann ich diesen Energieverbrauch sofort um ein Vielfaches senken. Wird zusätzlich selbst produzierter Solarstrom eingesetzt, gehen die Belastungen für Umwelt und Finanzen noch weiter zurück.“
Mehr noch: Wärmepumpe und Photovoltaik sind die größten Hebel, mit denen sich Verbraucher von öffentlichen Energielieferanten, steigenden Preisen und politisch geprägten Unwägbarkeiten abkoppeln können. Das gilt übrigens nicht nur für die Eigentümer moderner Wohneinheiten mit Fußbodenheizungen, sondern auch für ältere Gebäude, die mit Radiatoren beheizt werden. „Entgegen landläufiger Vorurteile sind moderne Wärmepumpen in der Lage, jede Anforderung an ein Heizsystem im Privatbereich, aber auch bei kleinen bis mittleren Anwendern in Gewerbe und Industrie abzudecken“, analysiert der Chef von Alpha-Innotec.
Das ist besonders vor dem Hintergrund der neuen Energieeinsparverordnung (EnEV) wichtig. Sie sieht vor, dass vor 1985 eingebaute Ölheizungen bis 2015 ausgetauscht werden müssen. Zwar gibt es einige Ausnahmen, unter anderem für Ein- und Zweifamilienhäuser. Dennoch sind, vorsichtig geschätzt, einige Hunderttausend Heizanlagen von der neuen Vorschrift betroffen.
15 Millionen Altanlagen
Insgesamt sind nach Angaben des Bundesindustrieverbandes Haus-, Energie- und Umwelttechnik (BDH) allein in Deutschland rund 15 Millionen Heizungsanlagen ineffizient und technisch veraltet. Es ist also nur eine Frage der Zeit, bis die Nachfrage nach effizienten Heizsystemen deutlich anziehen wird. Installationsbetriebe, die sowohl Photovoltaik als auch Wärmepumpen installieren, spüren diesen Trend schon länger. Für sie bieten die Wärmepumpe und ihre hydraulische Implementierung in die Heizwärmeverteilung ein wirtschaftliches Standbein, das höhere Margen als die Photovoltaik erlaubt.
Im Neubau ist die Wärmepumpe ohnehin weiter auf dem Vormarsch: Schon heute wird jeder dritte Wohnungsneubau mit einer Wärmepumpe ausgestattet. Tendenz steigend. Das führt übrigens zu einem bemerkenswerten Nebeneffekt, wie Clemens Dereschkewitz erklärt: „Für die Gasversorger beginnt sich das Verlegen von Gasleitungen in manches Neubaugebiet nicht mehr zu rechnen. Dies – und das ab Herbst 2015 für Heizsysteme verpflichtende EU-Energielabel – gibt der Wärmepumpe zusätzlichen Schub.“ Denn sie ist in Sachen Energieeffizienz allen anderen Heizsystemen klar überlegen.
Den Neubau bereits erobert
Für Branchenkenner kommen diese Veränderungen nicht überraschend. Alpha-Innotec ist auf die steigende Nachfrage vorbereitet und entwickelt seine Produkte ständig weiter – auch für mittelständische Unternehmen. „Für sie ist die zukunftssichere Versorgung mit kostengünstiger Energie heute schon ein wesentlicher Wettbewerbsfaktor“, sagt Dereschkewitz. „Immer häufiger setzt sich die Erkenntnis durch, dass sich Investitionen in Energieautarkie langfristig auszahlen.“ Um Lösungen für die ganze Breite des Marktes zu bieten, hat sich Alpha-Innotec schon sehr früh als Vollsortimenter aufgestellt.
Heute decken die Produkte des Unternehmens nicht nur alle natürlichen Energielieferanten – Luft, Wasser, Erde (Sole) – ab, sondern auch alle Größenordnungen, die für den Einsatz von Wärmepumpen in Frage kommen: von Kleinsystemen mit drei Kilowatt Leistung für Appartements bis zu kaskadierenden Systemen mit 640 Kilowatt – für Industriegebäude oder Hotels. Im Projektgeschäft ist Alpha-Innotec in der Lage, bis zu einem Megawatt thermischer Leistung abzudecken.
Kopplung mit Sonnenstrom
Konsequent ist die Kopplung von Wärmepumpen mit selbst erzeugtem Solarstrom. Nicht von ungefähr richten immer mehr Bauherren ihre Dächer neuerdings in Ost-West-Richtung aus. Denn damit produzieren sie ihren eigenen Strom dann, wenn sie ihn vorrangig brauchen: morgens und abends.
Immerhin – einen kleinen Lichtblick bietet das neue EEG: Es sieht vor, Kleinanlagen bis zehn Kilowatt Generatorleistung von der EEG-Umlage zu befreien. Wird die Energie zum Beispiel aus einer Photovoltaikanlage mit sieben Kilowatt genutzt, lassen sich damit problemlos eine leistungsfähige Wärmepumpe und eine Reihe weiterer Abnehmer im Haushalt mit Energie versorgen, rechnet Joachim Maul vor, Technikchef von Alpha-Innotec.
Hinzu kommt, dass die Wärmepumpenanlage über den Pufferspeicher zugleich als Wärmespeicher fungiert, also den Strom aus der Photovoltaikanlage in thermische Energie umwandelt, die sich bei Bedarf nutzen lässt. Stichwort: „Power to heat“.
Die Schweden machen es vor
In Schweden können Verbraucher seit Oktober 2012 dieses Prinzip für sich nutzen und Geld sparen – auch ohne Solaranlage: Ist der Strom an der Börse billig, wird die Wärmepumpe automatisch in Betrieb genommen und produziert Warmwasser, um die Energie zu speichern.
Auch in Deutschland dürfte das Thema Smart Grid, also der intelligente Umgang mit den Ressourcen der öffentlichen Stromnetze, in absehbarer Zeit marktrelevant werden. Aus diesem Grund sind die meisten Produkte von Alpha-Innotec bereits für Smart Grid vorbereitet („SG ready“), erläutert Clemens Dereschkewitz. „Wer seine Photovoltaikanlage mit der Wärmepumpe, einem größeren Pufferspeicher und moderner Steuerungstechnologie – Stichwort SG ready – kombiniert, kann damit je nach Konfiguration mehr als die Hälfte des selbst erzeugten Solarstroms für den Betrieb der Wärmepumpe einsetzen.“ Nach den Berechnungen der Entwickler bei Alpha-Innotec sind durchschnittliche jährliche Deckungsanteile der Photovoltaik von bis zu zwei Dritteln erreichbar.
Netzstrom reduzieren
Damit reduziert sich der Anteil des aus dem Netz bezogenen Antriebsstroms für den Wärmepumpenverdichter deutlich: Die Wärmepumpe erzeugt bis zu sechs Kilowattstunden Heizenergie aus einer Kilowattstunde Strom. Dieser stammt im Idealfall zu zwei Dritteln direkt aus dem Sonnengenerator. Der Rest kann aus einem zweiten Generator kommen, der solare Ertragsdefizite im Winter ausgleicht, etwa Kleinwindkraft oder ein Blockheizkraftwerk (BHKW).
Die Abwärme des BHKW kann gleichfalls in den Pufferspeicher der Heizungsanlage eingelagert werden, um die Wärmepumpe bei kalten Außentemperaturen wirksam zu unterstützen. Auch lässt sich Ökostrom aus dem Netz beziehen, wenn der Sonnenstrom vom Dach nicht ausreicht. Sparsamer und umweltschonender geht es kaum. „Dazu gehört ein ausreichend dimensionierter Wärmespeicher und gegebenenfalls ein zusätzlicher Stromspeicher“, empfiehlt Clemens Dereschkewitz. Deshalb lassen sich die Wärmepumpen von Alpha-Innotec problemlos mit Photovoltaikanlagen verbinden und betreiben („PV ready“).
Ökologisches Kältemittel entwickelt
Darüber hinaus hat das Unternehmen in Kasendorf bereits vor Jahren begonnen, die Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln auszustatten. Ähnlich wie Kühlschränke wurden die Aggregate anfangs mit Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) betrieben, die einen sehr niedrigen Verdampfungspunkt haben. Die FCKW und fluorierten Kältemittel (FKW) sind jedoch gefährliche Treibhausgase. „Mit ökologischen Kältemitteln sind wir auf die künftige F-Gase-Verordnung der Europäischen Union vorbereitet“, erzählt Dereschkewitz. „Sie wird aller Voraussicht nach mit einer gewissen Übergangsfrist die Verwendung fluorierter Kältemittel, sogenannter F-Gase, deutlich einschränken und in bestimmten Anwendungen sogar verbieten.“
Die neue Generation der dualen Luft-Wasser-Wärmepumpen arbeitet mit dem natürlichen Kältemittel Propan (R290). Zur Verfügung stehen derzeit drei Modellvarianten mit fünf, sieben und neun Kilowatt Leistung. Dieses Aggregat nutzt Außenluft als Wärmequelle, sie speist Flächenheizungen an den Wänden oder im Fußboden eines Gebäudes. Die angegebenen Leistungen erreicht sie bei zwei Grad Celsius Außenlufttemperatur und 35 Grad Celsius im Vorlauf der Fußbodenheizung (A2/W35).
Im Vorfeld der Entwicklung hatten die Ingenieure alle verfügbaren Alternativen zu Propan geprüft. Für R290 haben sie sich entschieden, weil es aus ihrer Sicht die meisten Vorteile bietet: Mit dem extrem niedrigen GWP (Global Warming Potential) von 3,3 nimmt es die zu erwartenden strengen Anforderungen der neuen F-Gase-Verordnung vorweg.
Vorlauftemperaturen über 70 Grad Celsius sind ohne zusätzliches elektrisches Heizsystem möglich. Damit sind diese Systeme bestens für den Einsatz in Renovierungsprojekten geeignet. Selbst bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen von minus 20 Grad Celsius sind Wassertemperaturen über 60 Grad Celsius erreichbar.
R290 ist über einen langen Zeitraum verfügbar, es bietet Herstellern und Kunden Planungssicherheit. Es eignet sich ohne nennenswerten zusätzlichen Aufwand für eine Serienproduktion und ist unproblematisch im nachgeschalteten Service.
Stiebel Eltron
Deutschland feuert seine Brenner
Stiebel Eltron aus Holzminden hat eine Kampagne gestartet, um alte Feuerungen durch moderne Wärmepumpen zu ersetzen. Unter dem Motto „Deutschland feuert seine Brenner“ bietet das Unternehmen einen Wärmepumpenrechner, eine App und ein Berechnungstool für die Förderung im Marktanreizprogramm an. Denn im Heizungskeller verbergen sich gewaltige Einsparpotenziale: „Fernseher und Hi-Fi-Anlage, Herd und Backofen, Licht, Bügeleisen und so weiter machen in der Regel im Altbau nur etwa zehn Prozent des Gesamtenergieverbrauchs eines Haushalts aus“, rechnet Karlheinz Reitze vor, Geschäftsführer von Stiebel Eltron. „90 Prozent gehen auf das Konto von Heizung und Warmwasserbereitung.“ Er weist darauf hin, dass in Deutschland derzeit rund 17 Millionen Heizungsanlagen veraltet und ineffizient sind. Für jede neue Wärmepumpe gibt es im Rahmen der Kampagne eine Modernisierungsprämie von 500 Euro.
https://www.stiebel-eltron.de/de/home/produkte-loesungen/erneuerbare_energien/waermepumpe.html
Bundesverband Wärmepumpe (BWP)
Luftaggregate setzen sich durch
Laut dem Statistischen Bundesamt ist der Anteil von Wärmepumpen als primäre Heizquelle in neu errichteten Wohngebäuden im vergangenen Jahr auf 32,2 Prozent gestiegen – ein Plus von zwei Prozentpunkten gegenüber 2012. „Der stetige Anstieg zeigt, dass Endkunden die Wärmepumpe immer mehr als das Heizsystem der Zukunft wahrnehmen“, kommentiert Karl-Heinz Stawiarski, Geschäftsführer des Bundesverbandes Wärmepumpe in Berlin.
Seit 2007 hat sich der Anteil der Wärmepumpe nahezu verdreifacht: Setzten vor sechs Jahren nur 13,2 Prozent der Bauherren auf diese Technologie, so waren es 2013 bereits 32,2 Prozent. Bei Einfamilienhäusern liegt der Anteil sogar bei 33,8 Prozent.
Besonders häufig wurden Luftwärmepumpen gekauft. Sie nutzen die Außenluft als Wärmequelle, um Heizwasser zu erwärmen. 22,9 Prozent der installierten Heizungen im Neubau waren Luft-Wasser-Maschinen. Dagegen sank der Anteil erdgekoppelter Wärmepumpen von 10 auf 9,2 Prozent. Seit 2011 geht die Zahl der Neuinstallationen mit Erdwärmepumpen zurück. Zwar sind sie leistungsfähiger als Luftaggregate, benötigen aber einen höheren Aufwand für die Wärmequelle im oberflächennahen Erdreich (Flächenabsorber) oder in tieferen Erdschichten (Sondenbohrungen).
Im Jahr 2010 lagen Luftwärmepumpen und Erdwärmepumpen mit Anteilen von 14,8 und 14,1 Prozent noch in etwa gleichauf. „Luftwärmepumpen sind einfacher zu installieren und günstiger in der Anschaffung“, analysiert Stawiarski. „Durch die technische Entwicklung erreichen sie heute außerdem hohe Effizienzwerte.“
Allerdings weist er darauf hin, dass eine Erdwärmepumpe in heißen Sommermonaten als Kühlaggregat fungieren kann. Dann läuft sie im reversiblen Betrieb und fördert die sommerliche Hitze aus den Räumen über den Solekreis ins kühle Erdreich. „Eine Erdwärmesonde hält bis zu 100 Jahre und steigert den Wert einer Immobilie für viele Jahrzehnte“, empfiehlt der Experte. Interessant sind auch die regionalen Unterschiede.
Im Osten Deutschlands entscheiden sich Bauherren neu errichteter Wohnhäuser besonders häufig für eine Wärmepumpe: Thüringen belegt mit einem Anteil von 47,7 Prozent den Spitzenplatz im Länderranking, dicht gefolgt von Sachsen mit 47,4 Prozent.
Auch in Sachsen-Anhalt (42,5 Prozent) und Brandenburg (36 Prozent) hat weit über ein Drittel der Bauherren Wärmepumpen installiert. Die südlichen Bundesländer liegen ebenfalls über dem Durchschnitt. Das Schlusslicht bilden hingegen die Stadtstaaten Berlin (23,1 Prozent), Hamburg (17,7 Prozent) und Bremen (6,6 Prozent) sowie die nördlichen Bundesländer Schleswig-Holstein (20,8 Prozent) und Niedersachsen (15,4 Prozent).
Erdwärme ist besonders beliebt in Sachsen, Brandenburg und Sachsen-Anhalt, gleichwohl auch hier ein rückläufiger Trend zu beobachten ist. In Baden-Württemberg sind über sechs Mal mehr Luftwärmepumpen in Neubauten installiert worden als erdgekoppelte Anlagen. Ähnlich verhält es sich in Hessen, wo 27,8 Prozent der Heizungen in Neubauten Luftwärmepumpen sind und 5,3 Prozent Erdwärmepumpen.
Aus energiepolitischer Sicht bieten die Zahlen aber keinen Anlass für Optimismus. Angesichts von fast 20 Millionen Bestandswohngebäuden ist der Einfluss der jährlich rund 100.000 Neubauten marginal. „Nur in jedem achten Wohngebäude wird mit erneuerbaren Energien geheizt – und von den bestehenden fossilen Heizkesseln sind 80 Prozent hoffnungslos veraltet und ineffizient“, kritisiert Karl-Heinz Stawiarski. „Um dies zu ändern, brauchen die Hausbesitzer attraktive Anreize, um in die Nutzung erneuerbarer Wärme zu investieren.“ Dazu zählt er neben geeigneten Förderprogrammen auch ein gerechteres Preisgefüge der Energieträger am Wärmemarkt.
Wärmepumpenstrom sei gegenüber anderen Heizenergieträgern überproportional mit Steuern, Abgaben und Umlagen belastet. „Das bestraft nicht nur die Verbraucher, die sich mit einer Wärmepumpe für ein besonders klimaschonendes Heizsystem entschieden haben, sondern schafft zudem einen fixen Preissockel, der flexiblere Tarifmodelle verhindert“, erläutert Stawiarski. „Damit vertut die Politik die immense Chance, Wärmepumpen als schaltbaren Verbraucher zum Lastmanagement einzusetzen. Das würde helfen, unsere Stromnetze stabil zu halten und mehr volatilen Ökostrom aus Photovoltaikanlagen und Windparks in den Wärmemarkt zu bringen.“
