Das »Barometer der Energiewende«

Der technische Fortschritt im Niedertemperaturbereich wird durch zwei Entwicklungen getrieben: Energieeffizienz und Wärmepumpen. Zunächst muss die Energieeffizienz von Gebäuden verbessert werden, um den Endenergiebedarf zu senken. Heute nach Energieeinsparverordnung erstellte Neubauten weisen bereits einen gegenüber alten Bestandsgebäuden deutlich reduzierten Wärmebedarf auf (aktuell mittlerer Heizwärmebedarf: ca. 140 kWh/ (m² a), Forderung aus EnEV für Neubau ab 2016: max 45 kWh/(m² a)). Bei Bestandsgebäuden kann durch energetische Sanierung der Wärmebedarf deutlich gesenkt werden. Der verbleibende Wärmebedarf an Niedertemperaturwärme (Raumwärme, Warmwasser) wird aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus am effektivsten über elektrische Wärmepumpen gedeckt. Durch die Hebelwirkung des thermodynamischen Kreisprozesses können durch Einsatz von 1 kWh elektrischer Energie 4 kWh thermische Energie bereitgestellt werden. Die Grafik zeigt die Entwicklung elektrischer Wärmepumpen in Deutschland nach Angaben des Bundesverbands Wärmepumpe [22, 23]. Für das Zielszenario werden Wärmepumpen mit 55 GW elektrischer Leistung benötigt. Es ist noch unklar, wo diese als kleine, gebäudebezogene Systeme und wo als große Wärmepumpen zur Versorgung mehrerer Gebäude realisiert werden.

Für industrielle Hochtemperaturanwendungen ist der Einsatz von Wärmepumpen aufgrund des sinkenden Carnot-Wirkungsgrads nicht mehr effizient, und die Potenziale für Effizienzsteigerungen sind deutlich geringer als im Niedertemperaturbereich. Die im Bereich der Dampfanwendungen benötigte Energie muss je nach aktueller Residuallast über die Verbrennung von chemischen Energieträgern, vorrangig in KWK-Anwendungen mit gleichzeitiger Stromerzeugung, oder durch die direkte Umwandlung von Strom in Wärme (Power-to-Heat) geschehen. Bei industriellen Prozessen können teilweise neue elektrische Verfahren etabliert, teilweise bestehende Verfahren mit erneuerbaren chemischen Energieträgern CO2-neutral versorgt werden.

Quellen

[22]    Bundesverband Wärmepumpe
[23]    BWP-Branchenstudie 2013. Szenarien und politische Handlungsempfehlungen, Excel Tabelle, Bundesverband Wärmepumpe e.V., 2013