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Wie gut arbeiten Wärmepumpen in der Praxis?

Elektrowärmepumpen gelten als umweltfreundliche Option, um Gebäude mit Wärme und Heizwasser zu versorgen. Sie nutzen Umweltwärme aus Umgebungsluft, Grundwasser oder Erdreich, um mit Hilfe elektrischer Energie das Wasser auf Heizniveau anzuheben.

Bisher fehlten aber noch Studien, die genau zeigen, unter welchen Bedingungen die jeweiligen Varianten wirklich energieeffizient und wirtschaftlich sind. Die Lokale Agenda 21 in Lahr holte das in Kooperation mit Badenova, der Hochschule Offenburg, der Ortenauer Energieagentur und den lokalen Elektro-, Heizungsinnungen nun nun nach. In einem zweijährigen Feldtest analysierten sie die Messwerte von 33 Luft-, Erdreich-, Grundwasserpumpen, die Ein- oder Zweifamilienhäuser wärmen oder für warmes Wasser sorgen. Die untersuchten Systeme zeigten erhebliche Unterschiede.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ), die das Verhältnis von Strominput und Wärmeoutput bezeichnet, ist das geeignete Maß um festzustellen, wie effektiv eine Wärmepumpe ist. Erdreichwärmepumpen erwiesen sich beim Feldtest als die effizienteste Lösung. Ihre Jahresarbeitszahl lag im Durchschnitt über dem Wert von 3,1, welcher eine energieeffiziente Anlage auszeichnet. Die Grundwasserpumpen schnitten etwas schlechter ab, wobei die besseren Modelle zeigten, dass nicht das Prinzip an sich, sondern die noch nicht ganz ausgereiften Modelle dafür verantwortlich waren.

Die stark schwankenden Ergebnisse zeigen, dass es sich lohnt, weiter in die Technik zu investieren um die Systeme effizienter zu machen. Außerdem sind Berater und das Handwerk gefordert, die Wärmepumpen optimal an die lokalen Gegebenheiten anzupassen und regelmäßig zu warten, um die Anlagen so wirtschaftlich und umweltfreundlich wie möglich zu betreiben.

Mehr Informationen auf der Homepage der Lokalen Agenda Lahr.

Projektdaten

Projektnummer 2006-08
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Lokale Agenda- Gruppe Energie, Lahr
Laufzeit Juni 2006 bis Dezember 2008
Zuschuss 23.730

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Studie zu den Abwasserwärmepotenzialen in Freiburg
Freiburg

Energie aus warmem Abwasser

Warmes Abwasser aus Industrie und Haushalten in die Kanalisation zu leiten verschwendet Energie. Außerdem trägt es dazu bei, das Grundwasser zu erwärmen, was für die Ökosysteme problematisch ist. Deshalb ist es sinnvoll, die restliche Wärme energetisch zu nutzen. In Kombination mit einer gasbetriebenen Wärmepumpe kann ein in die Rohre eingebauter Wärmetauscher die Energie zurückgewinnen, beispielsweise um Gebäude mit Grundwärme zu versorgen. Die Energie ins Fernwärmenetz einzuspeisen oder zum Kühlen zu nutzen sind weitere Optionen. Für Freiburg untersuchte Badenova wie effizient dieses ‚energetische Recycling’ ist. Dafür werteten sie die Daten des Freiburger Kanalnetzes aus. In Freiburg sind demnach 31 Kilometer Kanal gut und weitere 33 Kilometer eingeschränkt nutzbar. Kanalwärme eignet sich am besten für Systeme, deren Heiztemperatur nah am Wärmeangebot liegt wie beispielsweise bei Fußbodenheizungen. Weil dann viel Wärme anfällt, wenn auch der Verbrauch groß ist, liefert das Konzept kontinuierlich Energie. Gerade für Kommunen, die ohnehin erwägen, ihre Kanäle zu sanieren, lohnt es sich Wärmetauscher miteinzurechnen. Auch sonst, so das Ergebnis der Studie, müssen viele Faktoren zusammenkommen, damit es sich im Vergleich zu anderen regenerativen Energiequellen lohnt, Kanalwärme zu nutzen. Als problematisch stellte sich heraus, dass sich im Laufe der Zeit ein isolierender Biofilm auf den Wärmetauschern ablagerte. Die jährliche Kanalreinigung entfernte ihn aber effizient. Auch rechtliche Fragen kamen auf: Als Entsorger sind die Gemeinden Eigentümer des Abwassers und der darin enthaltenen Wärme. Auch deshalb empfiehlt die Freiburger Studie Wärmetauscher bei Kläranlagen zu nutzen. Ergänzt durch ein Projekt zum Kanalwärmepotential in Offenburg, erstellten die Experten ein Informationssystem zum Freiburger Potential.

Grundwasserschonende Bioenergieerzeugung
Freiburg, Südbaden

Wie erzeugt man klima- und grundwasserschonend Biomasse?

Immer mehr Landwirte erwägen, neben ihren zum Verzehr bestimmten Feldfrüchten auch Pflanzen anzubauen, aus denen feste, gasförmige oder flüssige Brennstoffe entstehen. Obwohl es unzählige solche Energiepflanzen gibt, verwendet die deutsche Landwirtschaft in der Praxis nur wenige. Die Agentur für Nachhaltige Nutzung von Agrarflächen (ANNA) analysierte daher auf Testflächen in Hausen und Bad Krozingen, welche Pflanze unter welchen Bedingungen wirtschaftlich sinnvoll und ökologisch vorteilhaft ist. Für vier Anbauoptionen untersuchten die Experten unter anderem, wie stark verschiedene Energiepflanzen Grundwasser und Atmosphäre belasten: Neben der Dauerwiese, die besonders für Wasserschutzgebiete geeignet ist, waren das zwei Dauerkulturen mit Micanthus (Chinaschilf) und Salix, einer schnell wachsenden Kurztriebweide. Außerdem verglichen die Wissenschaftler eine Energiefruchtfolge mit einer Fruchtfolge aus der Nahrungsmittelproduktion. Aus den Daten erstellten sie eine Ökobilanz, welche die Energieaubeute des Endproduktes mit dem Energieaufwand verrechnet, der während des Anbaus anfiel. Dazu zählt neben der unmittelbaren Wachstumsphase beispielsweise auch die Energie für Dünger, Transport oder anschließende Produktionsschritte. Im Ergebnis waren die Dauerkulturen Micanthus und Salix am umweltfreundlichsten, weil sie weniger Dünger benötigen und die Landwirte ihre Maschinen seltener einsetzen, wenn sie übers Jahr nur eine Frucht anbauen. Im Gegenzug schnitt die Energiefruchtfolge relativ schlecht ab, weil sie mehr Arbeit und Dünger erfordert, was auch die Umwelt stärker belastet. Trotz der Unterschiede sind alle vier Anbauarten eine umweltfreundlichere Alternative zu fossilen Energien, wobei Micanthus und Dauerwiese das höchste Energiesparpotential pro Kilogramm Trockenmasse aufweisen. Als Fazit sprachen sich die Experten von ANNA deshalb dafür aus, dass die Landwirte in Deutschland zukünftig einen Mix aus Energiepflanzen anbauen, bei dem die untersuchten vier Optionen einen großen Anteil ausmachen. Mehr Informationen auf der Homepage von ANNA.