Ökobilanzen von Wärmepumpen |
In letzter Zeit wurde der Stellenwert der Wärmepumpen als bedeutendes Mittel zur Reduktion von CO2 verschiedentlich bestritten. In Publikationen und Vorträgen wird damit versucht, diese Technologie zur Nutzung von Umweltwärme zu diskreditieren.
Energie-, Umwelt- und Kostenbilanz
Ob elektrisch betriebene Wärmepumpen unter
Umweltgesichtspunkten besser abschneiden als Gas – oder Ölbefeuerte
Heizungsanlagen hängt wesentlich von der JAZ ab. Primärenergiebedarf (PE, KEA)
Der sparsame Umgang mit Energie und die stärkere Nutzung
erneuerbarer Energien sind wichtige energiepolitische
Ziele. Um aufzeigen zu können, dass mit der Wärmepumpe ein
wesentlicher Beitrag zur Energieeinsparung geleistet
werden kann, müssen zuvor einzelne Begriffe der
Energieumwandlung verdeutlicht werden.
Die Primärenergie mit
den Energieträgern Kohle, Öl, Gas, Uran, Wasser, Sonne, Wind, Erdwärme,
Gezeiten, und
Biomasse stehen in der Natur, als Potentiale oder Vorräte
gespeichert zur Verfügung. Durch Umwandlung ihrer Energieinhalte
entsteht Sekundärenergie,
z.B. Benzin gewonnen aus Rohöl. Strom ist ebenfalls eine Sekundärenergie,
da er aus der Umwandlung von Primärenergie gewonnen wird. Bei
der Umwandlung treten Verluste auf, die
durch technische Maßnahmen zwar verringert, aber nicht völlig
vermieden werden können. Hinzu kommen Verluste
durch Veredlung, Transport- und Lagerungsvorgänge. Zieht man
die Verluste von der eingesetzten Primärenergie
ab, erhält man die vom Verbraucher eingesetzte, zu bezahlende Endenergie:
Benzin im Tank, Strom aus der Steckdose oder Erdgas aus dem Hausanschluss. Für den Verbraucher
steht aber nur die Nutzenergie zur
Verfügung, also
der Teil, der nach der letzten Umwandlung (z.B. Strom in
Kochwärme) auch tatsächlich genutzt wird.
Der Wirkungsgrad, das Verhältnis Endenergie zu Primärenergie,
erfasst alle Umwandlungsverluste von der Quelle
bis zur Endenergie. In der öffentlichen Diskussion wird dagegen
mehr der Begriff: „Primärenergieaufwand" verwendet.
d.h. wie viel kWh Primärenergie man aufwenden muss, um eine kWh
Endenergie bereit stellen zu können
Primärenergieverbrauch im Vergleich
Der Gas Brennwertkessel benötigt für 100 Nutzenergieeinheiten
am Heizkörper 114 Primärenergieeinheiten. Die Solewärmepumpe
entnimmt 75 Energieeinheiten aus der Umwelt und benötigt dafür
25 Energieeinheiten Strom aus der Steckdose
(Endenergie). Verfolgt man den Weg zurück zum Kraftwerk, dann gibt es
Netzverluste von etwa einer Energieeinheit. Das Kraftwerk hat einen Eigenbedarf
von ca. zwei Energieeinheiten und 40 Energieeinheiten Kühlturmverluste, so dass am Kraftwerkstor 68 Einheiten angeliefert
werden müssen. Für Gewinnung, Transport und Veredlung
(GTV) werden weitere 8 Energieeinheiten verbraucht. Insgesamt
müssen für die 25 Energieeinheiten Strom aus
der Steckdose bzw. die 100 Nutzenergieeinheiten 76
Primärenergieeinheiten aus der Umwelt entnommen werden.
Die Wärmepumpe spart im Vergleich zum Gas – Brennwertkessel
34% Primärenergie ein und belegt damit unter den
Wärmeerzeugern einen Spitzenplatz. Die Energieeinsparung 2002 (EnEV)
beziffert die PE-Einsparung auf 37%!
Voraussetzung dieser Betrachtung ist natürlich eine gute Wärmepumpe mit
Leistungszahlen >4. Luftwärmepumpen erreichen diesen Wert selten.