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Wärmepumpen im neuen Licht

© ISFH, Institut für Solarenergieforschung, Emmerthal

Strombetriebene Wärmepumpen sind eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende im Gebäudesektor. Was zunächst wie ein Werbeslogan klingt, lässt sich mit grundlegenden technologischen Trends und sich abzeichnenden Entwicklungen im Energiesystem erklären: Die Jahresarbeitszahlen dieser Aggregate, also die Effizienz der Wandlung von Strom zu Wärme, sind zwar noch nicht so beeindruckend – für Außenluft nutzende Wärmepumpen liegen die Werte 2016 in Deutschland im Mittel bei 2,9 und für Erdreichwärme oder Grundwasser nutzende Wärmepumpen bei 3,7. Doch mit dem starken Trend steigender Anteile von Regenerativstrom im Strommix werden die Treibhausgas-Emissionen beim Wärmepumpenbetrieb weiterhin sinken.

Einige Entwicklungslinien und Forschungsprojekte stimmen optimistisch, dass die Effizienzwerte noch ausbaufähig sind - und damit die Emissionsreduktion. Beispielsweise mit Miniwärmepumpen, die in Lüftungssysteme integriert werden und die Abluftwärme nutzen. Oder mit Wärmepumpen in einer Kombination aus Erdreichkollektoren und solarer Wärme, was die benötigte Fläche bei gleicher Effizienz etwa halbiert. Interessant sind auch reversible Erdwärme- oder Grundwasser-Wärmepumpen, die zum Heizen und Kühlen nutzbar sind.

Ein weiteres, vielleicht das zentrale Argument für Wärmepumpen: Mit diesem, die Sektoren Strom und Wärme koppelnden Energiewandler entstehen neue Möglichkeiten zur Stabilisierung des Stromnetzes, das mit dem fluktuierenden Charakter von Wind- und Solarstrom schon mal unter Stress geraten kann. Gebäude können „netzdienlich“ werden. Sie tragen zur Stabilisierung der Stromversorgung bei, wenn sie ihren Stromverbrauch den Netzkapazitäten zeitlich anpassen. Dies gelingt, indem Wärmekapazitäten im Gebäude hierfür genutzt werden, beispielsweise die thermische Speichermasse der Gebäudekonstruktion oder Pufferspeicher. Elektrisch angetriebene Wärmepumpen spielen hierbei eine besondere Rolle.

Links

Studie des internationalen Geothermiezentrums in Bochum

Analyse des deutschen Wärmepumpenmarktes

Stromerzeugung in Deutschland

Plattform Energy Charts des Fraunhofer ISE

Forschungsprojekt

Erdwärme- und Solarkollektoren ergänzen sich als Wärmequellen

Forschungsprojekt

Netzdienliche Betriebsführungsstrategien für Nichtwohngebäude

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