Die Wärmepumpe auf dem Prüfstand
Zur aktuellen und künftigen Wärmeversorgung
Effiziente und betriebssichere Wärmepumpenanlagen stellen bezüglich Planung, Ausführung und Betrieb hohe Anforderungen an alle Beteiligten. Ein Vergleich mit allen anderen aktuellen Möglichkeiten der Wärmeerzeugung zeigt jedoch, dass sich der Aufwand lohnt. Bei Nutzung fossiler Energie werden mit einer Gas-Brennwerttherme aus 1 m3 Erdgas etwa 9 kWh Wärme geliefert (Bild I ‑1).
Beim Einsatz in einem BHKW oder einer Brennstoffzelle werden ca. 5 kWh Wärme und 3,5 kWh elektrische Energie geliefert. Unter der Annahme, dass die elektrische Energie etwa doppelt so wertvoll (aktueller Primärenergiefaktor: 1,8) ist wie Wärme ergibt sich eine Energiemenge von etwa 11 kWh. Alternativ kann das Erdgas zunächst mit einem Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk (GUD‑Kraftwerk) in Wärme und elektrische Energie gewandelt werden. Danach kann der Strom in einer effizienten Wärmepumpenanlage mit der Arbeitszahl 4,5 zur Wärmeerzeugung genutzt werden.
Die Summe der Wärmemengen aus dem GUD‑Kraftwerk und der Wärmepumpenanlage ergibt dann 25 kWh. Das sind immerhin 270 % gegenüber einer Brennwerttherme und 217 % gegenüber einem BHKW oder einer Brennstoffzelle.
Um die Klimaerwärmung auf 2 K zu begrenzen, müssen drei Strategien verfolgt werden:
Da nach aktuellem Kenntnisstand eine Steigerung der regenerativen Energieerzeugung im Wesentlichen nur mit den Technologien Windkraft und Photovoltaik (PV) möglich ist, ergibt sich daraus im Bereich der Wärmeerzeugung die Aufgabe, die regenerativ erzeugte elektrische Energie möglichst in Wärme umzuwandeln. Auch hier zeigt der in Bild I ‑2 dargestellte Vergleich, dass die Nutzung der regenerativ erzeugten elektrischen Energie in einer Wärmepumpenanlage die höchste Wärmeausbeute liefert.
