Wärmepumpen-Blogserie: Besser die technologische Entwicklung abwarten?

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Einfamilienhaus mit Solaranlage
Warum warten? Die technologischen Lösungen im Wärmepumpenbereich sind heute schon sehr gut / Foto: (c) BWP e.V.

Sollte man vor der Installation einer Wärmepumpe die weitere technologische Entwicklung abwarten? Wie ausgereift ist die Technik im Wärmepumpenbereich schon heute für den Einsatz im Gebäudebestand? Mit welchen Innovationen kann man künftig noch rechnen? Diese Fragen untersuchen wir in der 9. Folge unserer Blogreihe zum Thema Wärmepumpen im Bestand.

Zu Beginn dieser Serie haben wir die Ergebnisse unserer Langzeit-Monitoringprojekte vorgestellt (Folgen 4, 5, 6 – alle Links am Ende der Folge 1). Sie bilden die Basis für die positive ökologische (Folge 7) und ökonomische Bewertung (Folge 8) von Wärmepumpen. Dabei ist zu beachten, dass die untersuchten Wärmepumpen auf dem technologischen Stand von vor fünf bis zehn Jahren waren. Schon damals waren beispielsweise die meisten Luft-Wärmepumpen mit elektronischen Expansionsventilen ausgestattet, die eine bedeutsame Effizienzsteigerung mit sich brachten. Einige der untersuchten Anlagen arbeiteten auch schon mit leistungsgeregelten Verdichtern – heute ist dies Standard. Diese beiden Beispiele zeigen, wie stark sich die Wärmepumpentechnologie in den letzten Jahren bereits weiterentwickelt hat.

Große Produktvielfalt bei Wärmepumpen

Ähnlich wie bei anderen technisch ausgereiften Geräten ist heute eine breite Palette von Wärmepumpen auf dem Markt, die sich über den Preis und die (oft damit verbundene) Effizienz unterscheiden. Eine Analyse der so genannten „BAFA-Liste“, die alle für die Förderung zugelassenen Geräte in Deutschland beinhaltet, zeigt eine enorme Bandbreite von Effizienzwerten beim gleichen Betriebspunkt der Wärmepumpen. Um die Effizienzwerte vergleichen zu können, rechnet man mit festen Referenzwerten. Bei solch einer Normbemessung liegt die Außentemperatur bei 2°C. Die Temperatur, die die Wärmepumpe liefern muss, liegt bei 35°C – in Fachpublikationen liest man hier auch den Begriff Wärmeabgabe-Temperatur oder Wärmesenken-Temperatur. Die Effizienzwerte (COP-Werte) von verschiedenen LuftWasser-Wärmepumpen bei einer Normbemessung liegen zwischen 3,1 und 4,7!

Diese große Spannbreite verdeutlicht, wie groß schon heute die Unterschiede zwischen den angebotenen Produkten sind. Sie zeigt aber auch, wie hoch die heute bereits erreichbare technische Effizienz ist. Der nächste Schritt der Entwicklung sollte daher sein, die gute Effizienz kostengünstiger anbieten zu können. Dies wird mit höheren Stückzahlen als kontinuierliche Entwicklung auch erwartet.

Und schließlich: Der Europäische Wärmepumpenverband EHPA meldet knapp 15 Millionen installierte Wärmepumpen in 21 europäischen Ländern im Jahr 2020. Pro Jahr kamen zuletzt ca. 1,6 Millionen dazu, mit stark steigender Tendenz. Eine unausgereifte Technologie wäre nicht in der Lage, solche Verkaufszahlen zu erreichen.

Wärmepumpen im Bestand: Technologische Entwicklung abwarten?

Die ISH (Internationale Sanitär- und Heizungsmesse) in Frankfurt, die alle zwei Jahre in Frankfurt am Main stattfindet, ist ein gutes Barometer, um technische Trends im Markt zu erkennen. Die Mehrheit der Wärmepumpenhersteller präsentierte im vergangenen Jahr Lösungen für Bestandsgebäude. Viele neue Produkte arbeiten mit klimafreundlichen Kältemitteln, die „nebenbei“ auch höhere Temperaturen ermöglichen (zum Beispiel das natürliche Kältemittel Propan). Es ist also kein Problem, das passende Gerät auch für Häuser zu finden, die hohe Heizkreistemperaturen benötigen.

Technologische Entwicklung von Wärmepumpen von 1990 bis heute

Vor 20 bis 30 Jahren ging es darum, zu beweisen, dass Wärmepumpen funktionieren. Vor etwa zehn Jahren haben viele noch die ausreichende Effizienz der Geräte in Frage gestellt. Heute ist das bei richtig geplanten und installierten Anlagen kein Thema mehr. Es kommt immer weniger auf das Gerät als auf eine fachgerechte Installation an. Die heutigen Strukturen und Prozesse im Markt sind noch nicht darauf ausgerichtet, die notwendige Menge an Wärmepumpen zu installieren – zumindest in Deutschland, aber auch in einigen anderen Ländern. Viele Kund:innen berichten davon, dass es schwierig sei, kurzfristig ein Angebot und einen Installationstermin zu bekommen. Daher braucht es jetzt – im Zuge der von der Regierung angekündigten „großen Wärmepumpen-Offensive“ – schnell klare politische Rahmenbedingungen und umfassende Unterstützung für eine Branche im Umbruch.

Die technische Weiterentwicklung von Wärmepumpen ist derzeit auf unterschiedliche Ziele ausgerichtet, so wie auch die Bedürfnisse und Erwartungen der Endkund:innen unterschiedlich sind. Das spiegelt sich in den Arbeiten im Rahmen des internationalen Projekts „Annex 55 CCB“. Die vier möglichen Entwicklungsrichtungen sind schematisch in dieser Grafik dargestellt.

Grafik: Entwicklungsziele bei der Weiterentwicklung von Wärmepumpen

Vier Entwicklungsziele beim Wärmepumpenbau

Beim ersten Entwicklungsziel „so günstig wie möglich, so effizient wie nötig“ handelt sich um eine Massenmarkt-taugliche Variante. Sie ist nicht durch die höchste erreichbare Effizienz gekennzeichnet, dafür aber preislich attraktiv. Das zweite Entwicklungsziel ist eine Wärmepumpe, die besonders gut geeignet ist, um mit dem äußeren Energiesystem, aber auch innerhalb des Gebäudes zu “kommunizieren”. Dadurch wird die Wärmepumpe zur energiewendedienlichen Flexibilitätsoption: Sie arbeitet zum Beispiel dann, wenn besonders viel Windstrom im Netz vorhanden ist oder die eigene Photovoltaik-Anlage auf dem Dach Sonnenstrom liefert. Mit “Smart Home”-Lösungen lassen sich technische Geräte verschiedener Art miteinander verbinden.

Eine weitere Variante soll eine sehr kompakte Heizungstechnik ermöglichen. In vielen Fällen kann dies eine entscheidende Rolle bei der Kaufentscheidung spielen. Und dann gibt es noch die weniger spezifische „Luxus“-Variante. Wahrscheinlich wird bei dieser Lösung nicht der Preis oder die Kompaktheit, sondern die technische Raffinesse, die maximale Effizienz, aber auch das Design eine Rolle spielen. Sicher wird es noch deutlich mehr Varianten auf dem Markt geben, die jeweils eine Mischung aus den dargestellten vier Grundrichtungen sind.

Fazit: Nicht warten, sondern handeln

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es aus Kundensicht keinen Grund gibt, jetzt noch auf technologische Weiterentwicklungen zu warten. Es gibt schon heute viele verschiedene Produkte auf dem Markt, die die jeweils spezifischen Anforderungen erfüllen können. Wichtig sind eine umfassende Beratung durch geschultes Fachpersonal und eine genaue Analyse der Bestandsdaten des Gebäudes, damit die Wärmepumpe exakt auf die spezielle Situation vor Ort zugeschnitten ist, denn jedes Haus ist anders. Zukünftige Wärmepumpenmodelle werden zwar wahrscheinlich schneller und einfacher zu installieren sein oder sogar in der Lage sein, sich im Betrieb selbst zu optimieren. Die Geräte werden aber nicht prinzipiell viel besser geeignet sein, auch nicht für Bestandsgebäude. Und: Um die Klimaziele zu erreichen, haben wir einfach keine Zeit mehr zu verlieren.

Zum Weiterlesen:

Überblick über die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten von Wärmepumpen.

Die Inhalte unserer jeweils am Samstag erscheinenden Wärmepumpen-Blogserie hat uns das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) zur Verfügung gestellt, wofür wir sehr herzlich danken!

 

Autor: Dr. Marek Miara, Wärmepumpen-Spezialist am Fraunhofer ISE (Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme)

In Folge 8 haben wir uns damit beschäftigt, welche Kosten das Heizen mit einer Wärmepumpe verursacht. Nächsten Samstag – in Folge 10 – beantworten wir die Frage, ob in manchen Fällen die Kombination einer Wärmepumpe mit einer fossilen Heizung sinnvoll sein kann.

Links zu allen bisher erschienenen Folgen finden Sie hier im Kasten am Ende von Folge 1.