Studie des Umeltbundesamtes

Wärmepumpensysteme in Bestandsgebäuden

In einer aktuellen Untersuchung des Umweltbundesamtes werden die technischen und wirtschaftlichen Vorteile, Folgen und Grenzen des breiten Wärmepumpeneinsatzes untersucht – aus einzelwirtschaftlicher Perspektive, aber auch aus Perspektive des Energiesystems. Ziel der Studie ist es, Politikempfehlungen für den Hochlauf der Wärmepumpe abzuleiten. Aus den UBA-Empfehlungen lassen sich jedoch auch für die Kommunalpolitik Maßnahmen und Aktivitäten ableiten, um die Wärmewende zielgerichtet voranzutreiben.

Um Empfehlungen für den Wärmepumpen-Hochlauf abzuleiten, wurde im Rahmen der UBA-Untersuchung der Einsatz von Wärmepumpensystemen in Ein- und Mehrfamilienhäusern simuliert. Hierzu wurde der Einsatz einer Wärmepumpe in einem typischen Bestandsgebäude (u.a. typische und repräsentative Dämmstandards, Betriebsparameter der Heizung, Wärmepumpenqualität, Umweltwärmequelle) dem Einsatz unter optimierten Betriebsbedingungen gegenübergestellt.

Wenig überraschend zeigte sich dabei, dass Dämmmaßnahmen sehr positive Effekte auf Wärmepumpenheizsysteme haben. So nimmt in Folge von Dämmmaßnahmen einerseits der Heizwärmebedarf ab, andererseits steigt die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe.

Wie kann die Effizienz von Wärmepumpensystemen im Bestand gesteigert werden? Bildquelle: KEAN; Stefan Koch

Nicht- und gering-investive Maßnahmen steigern Effizienz

Andererseits zeigt die UBA-Studie aber auch auf, wie mit (weit) weniger Aufwand Bestandsgebäude fit für den Einsatz von Wärmepumpen gemacht werden können. In diesem Zusammenhang sind vor allem nachfolgende Punkte zu nennen:

1. Absenkung der Betriebstemperatur für die Heizung:

Durch den Austausch einzelner Heizkörper kann der Endenergiebedarf des Gebäudes verringert werden. Nimmt bspw. die Vorlauftemperatur um 10 °C ab, steigt die JAZ und damit die Effizienz der Wärmepumpe. Als Ergebnis reduziert sich der Endenergiebedarf des Gebäudes rechnerisch um ca. 10%. Weitere wirksame und praxisnahe Maßnahmen sind der hydraulische Abgleich oder die Absenkung der Heizkurve auf das für die „Wohlfühltemperatur“ notwendige Minimum. Hierzu schreiben die Autoren der Studie, dass die voreingestellten Temperaturen für die Heizkörper oftmals ohne Komfortverlust abgesenkt werden können.

2. Nutzung hocheffizienter Wärmepumpensysteme:

Die Effizienz und JAZ „handelsüblicher“ Wärmepumpen variiert vglw. stark und beeinflusst so unmittelbar den Endenergiebedarf des Gebäudes. Wärmepumpen mit überdurchschnittlich hoher Effizienz sparen daher ca. 10% an Endenergiebedarf gegenüber durchschnittlichen Wärmepumpen ein. Anderseits führen Wärmepumpen mit Minimaleffizienz zu 25% mehr Endenergiebedarf. Letzteres ist aus klimapolitischer Sicht also zu vermeiden.

3. Erschließung von Erdwärme:

Die Nutzung erdgekoppelter Wärmepumpensysteme führt zu einer Reduzierung des Endenergiebedarfs um ca. 25% gegenüber Luft-Wärmepumpensystemen.

Diese Ergebnisse stimmen mit einer Vielzahl von Aspekten des Leitlinienpapiers zur Installation effizienter Wärmepumpensysteme von der Wärmepumpen-Initiative Niedersachsen (WIN) überein. Darüber hinaus gibt die UBA-Studie auch eine Empfehlung für die viel diskutierten „hybriden Systeme“ (Wärmepumpe plus Spitzenlastkessel): Hybride Systeme für Bestandsgebäude mit hohen Betriebstemperaturen sollten so ausgelegt werden, dass die heute verbaute Wärmepumpe zukünftig den gesamten Wärmebedarf des Gebäudes decken kann, wenn dieses (teil-)saniert und die Heizungs- und Warmwasseranlage optimiert wurde.

Auch seitens der WIN wird die Erstellung eines Hybridsystems durch Ergänzung einer kleiner dimensionierten Wärmepumpe als kostengünstiger erster Schritt zur schnellen Reduktion der wärmebedingten CO2-Emissionen in Bestandsgebäuden betrachtet.

Wie kann die Kommune unterstützen?

Grundsätzlich unterstreicht die UBA-Studie die Bedeutung eines strategischen Vorgehens bei der Umstellung des Gebäudebestands auf die Versorgung mit erneuerbarer Wärme. Diese Erkenntnisse decken sich auch mit praktischen Erfahrungen: So berichtet auch die Wohnungswirtschaft, dass es zunächst planerischer und konzeptioneller Arbeiten bedarf, bevor der (eigene) Gebäudebestand zielgerichtet auf erneuerbare Wärme umgestellt werden kann. In Summe erscheint es daher auch für Kommunen sinnvoll, sich einen strategischen Überblick zu verschaffen, wo die Wärmewende auf welchem Wege zielgerichtet vorangetrieben werden kann.

Diesen Rahmen für einen strategischen Überblick bietet grundsätzlich die Kommunale Wärmeplanung. Im Kern sollen in der Kommunalen Wärmeplanung Bestands- und Potenzialanalysen als Basis dienen, um Szenarien für eine zunehmend erneuerbare Wärmeversorgung abzuleiten und schlussendlich fünf konkrete Maßnahmen für eine zielgerichtete Umsetzung der Wärmewende zu benennen.

Die Kommunale Wärmeplanung nimmt bei der Umsetzung der Wärmewende eine zentrale Rolle ein. 

So werden u.a. Teilgebiete identifiziert, in denen zukünftig netzbasierte, oder aber dezentrale Lösungen zur Wärmeversorgung zum Einsatz kommen. In Teilgebieten mit dezentraler Wärmeversorgung werden dabei überwiegend gebäudeindividuelle Wärmepumpen zum Einsatz kommen. Andererseits werden laut dem Fernwärme-Dachverband, aber auch laut der Bundesregierung zukünftig auch in Wärmenetzen Großwärmepumpen einen maßgeblichen Beitrag zur Wärmeversorgung leisten. In Summe ist daher festzuhalten: Sowohl in dezentral versorgten Teilgebieten als auch in Wärmenetzgebieten ist der Einsatz von Wärmepumpen (und anderer erneuerbarer Wärmequellen) vorzubereiten. In beiden Fällen können Kommunen einen wichtigen Beitrag leisten.

Ein zentraler Aspekt kommunaler Aktivitäten kann in der Vernetzung der Anwohnerschaft mit versierten, lokalen Fachleuten liegen. So bietet sich z.B. das SHK Fachhandwerk an, um Heizkurven passgenau einzustellen und so die minimal benötigte Betriebstemperatur der Heizung zu ermitteln (vgl. Punkt 1 oben). Vorteil: So wird auf einfachem Wege klar, ob die eigenen „Vier-Wände“ wärmepumpentauglich sind.

Darüber hinaus kann durch diese Vernetzung auch die Erstellung von Sanierungsfahrplänen angestoßen werden, um z.B. zunächst hybride Systeme zu etablieren und an eine zukünftige schrittweise Durchführung von Effizienzmaßnahmen anzupassen. Ferner kann auch eine geringfügige Förderung des Einbaus hocheffizienter Wärmepumpensysteme aus kommunalen Mitteln geprüft werden. Dies könnte auch den Stromnetzausbau und die damit verbundenen Kosten begrenzen – ein Thema, welches durchaus auch für den lokalen Verteilnetzbetreiber von Interesse ist.

In Summe ergeben sich aus der UBA-Studie eine Vielzahl konkreter Möglichkeiten, wie eine Kommune die Wärmewende lokal zielgerichtet vorantreiben kann. Um diese in die Umsetzung zu bringen und zu finanzieren, sollten Kommunen frühzeitig und aktiv auf die relevanten Akteure der Wärmewende, wie lokale Energieversorger, Netzbetreiber, Wohnungswirtschaft, Fachhandwerk, Energieberater etc. zugehen – unabhängig davon, wie weit sie in der Wärmeplanung bereits fortgeschritten sind. 

Kontakt

Dr. Georg K. Schuchardt

0511 89 70 39-26
georgkonrad.schuchardt [at] klimaschutz-niedersachsen.de

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