Eine Arbeitsgruppe des Wärmepumpen-Marktplatzes NRW hat folgenden Fachbeitrag zur CO2 Kennzeichnung von Wärmepumpen erarbeitet, der den Lesern des HaustechnikDialogs einmal vorgestellt werden soll.
Emissionsfaktor in Abhängigkeit des COP. Quelle: Energieagentur NRW
Vorrangiges gesellschaftliches Ziel für die Sicherung der Zukunft und für den Klimaschutz ist die Reduzierung des fossilen Primärenergieverbrauches und der damit verbundenen CO2-Emissionen.
Ein wichtiges Segment bildet der private Energieverbrauch. Dabei wird mehr als 35% des Endenergieverbrauches Jahr für Jahr für die Raumheizung und für die Erzeugung von Warmwasser aufgewendet. Hierfür haben fossile Brennstoffe einen Anteil von 85%, vor allem in Form von Erdgas und Erdöl. Daraus resultiert ein Anteil von 25% der jährlichen CO2-Emissionen in Deutschland.
Folgerichtig wurden und werden entsprechende Gesetze und Verordnungen erlassen, um den Einsatz von alternativen Technologien zu forcieren. Dabei besteht Einigkeit darüber, dass es zur Lösung der Aufgabe keinen Königsweg gibt, sondern ein breites Spektrum von Technologien zum Einsatz kommen muss, auch in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen der Anwender.
Vor allem für den Einsatz in der Haustechnik bietet die Wärmepumpe hervorragende Lösungen. Wärmepumpen nutzen zu einem großen Teil Umweltwärme, die sich ständig natürlich erneuert, keine Emissionen verursacht, kostenlos genutzt werden kann und überall verfügbar ist. Nachteil in den Augen mancher Kritiker ist die Tatsache, dass Wärmepumpen Strom für den Antrieb benötigen. Die daraus resultierenden CO2-Emissionen gilt es sachlich zu beurteilen und allgemeinverständlich zu kennzeichnen. Denn, der Verbraucher hat durch seine Kaufentscheidung die zukünftigen CO2-Emissionen seiner Heizungsanlage in der Hand und Informationen zum Umweltschutz sind eines der Kriterien, die den Kauf maßgeblich beeinflussen.
Aus den genannten Gründen plädiert der Wärmepumpen-Marktplatz NRW für die Einführung
der Kennzahl -
g CO2 / kWh Heizwärme.
Vorbild für diese Kennzeichnung ist die Automobilindustrie, die die Kennzahl g CO2/ km eingeführt hat. Dieser Begriff ist zwischenzeitlich marktgängig und es bestehen Überlegungen diese Kennzahl zukünftig sogar für die Besteuerung von Kfz zu verwenden. Grundlage der Kennzahl sind Leistungsdaten die auf einem Prüfstand ermittelt werden, zu definierten Betriebsbedingungen. Niemand käme dabei auf die Idee, Kriterien in die Bewertung einzubeziehen, die von der Industrie nicht zu beeinflussen sind. Dazu zählen z. B. Straßen- und Witterungsverhältnisse, das Fahren auf Lang- oder Kurzstrecken, die Qualität der Wartungsarbeiten und schon gar nicht das persönliche Fahrverhalten, obwohl diese Faktoren alle den Treibstoffverbrauch und damit die CO2-Emissionen maßgeblich beeinflussen.
Um die Grundlagen, die Anwendbarkeit und die Belastbarkeit der Kenngröße zu erarbeiten, richtete der Wärmepumpen-Marktplatz NRW einen Arbeitskreis ein und lud hierzu Wissenschaftler, einen Vertreter der EHPA (European Heatpump Association) und mehrere Vertreter namhafter Hersteller ein.
Das Ergebnis der Arbeit ist nachstehend zusammengefasst.
ErgebnisDie Kenngröße
g CO2 / kWh Heizwärme ist realistisch, wird begrüßt und kann durch eindeutig definierte Werte ermittelt und belegt werden.
BegründungGrundlage der Berechnung sind die CO2-Emissionen, die sich auf die Abgabe von Heizwärme durch den Wärmeerzeuger beziehen. Für Wärmepumpen sind daher zwei Faktoren von Bedeutung. Einerseits wird die energetische Qualität durch die Leistungszahl
ε gekennzeichnet, die international als COP (Coefficient of Performance) bezeichnet wird. Andererseits sind die CO2-Emissionen zu berücksichtigen, die bei der Produktion von Strom freigesetzt werden.
Aus vorstehenden Ausführungen ergibt sich folgende Berechnung:
g CO2/kWh Heizwärme = Fco2 el / ε Fco2 el - CO2-Emission je kWh elektr. Energie = 562 g CO2 /kWhel [1]
ε - Leistungszahl, bzw. COP gemäß Herstellerangaben auf der Grundlage von
Messungen nach DIN EN 14511 [2] gemessen auf einem neutralen,
zertifizierten Prüfstand, z. B. der Prüfstelle Buchs, Schweiz [3]
Der CO2-Emissionsfaktor wurde nach GEMIS 4.4.2 [1] ermittelt, mit folgenden Werten:
für Strom:
- deutschlandweit ([1]:UBA 2005) 562 g/kWh
- Durchschnittswert für Europa ([4]:EU 28- 2000) 411 g/kWh.
SchlussbetrachtungDie Ergebnisse dieses Rechenverfahrens wurden auf ein Diagramm übertragen. Das Diagramm ist nachfolgend eingefügt und verdeutlicht, dass eine Wärmepumpe selbst mit einem minimalen COP von 2,5 geringe CO2-Emissionen ausweist.
Dabei ist hervorzuheben, dass sich im Laufe der Zeit die CO2-Emissionen für die Produktion von Strom ständig verringern und damit Wärmepumpen noch umweltfreundlicher arbeiten werden. Das gilt sowohl für jede bereits installierte Wärmepumpe, als auch für die Anlagen, die jetzt und zukünftig eingebaut werden. Ursachen für die Verbesserung der CO2-Bilanz sind der stetige Zuwachs regenerativ erzeugter Strommengen und die ständige Verbesserung der Wirkungsgrade der Kraftwerke. Schon die Vergangenheit hat diese Entwicklung bestätigt. Die Tatsache wurde bereits in der letzten Fassung der EnEV durch eine 10%ige Reduzierung des Primärenergiefaktors für Strom berücksichtigt. Die aufgezeigten Perspektiven verdeutlichen, dass selbst die Wärmepumpen, die heute
wegen der örtlichen Gegebenheiten im Grenzbereich einer positiven CO2-Bilanz arbeiten, zukünftig einen ständig steigenden Anteil an der Reduzierung der CO2-Emissionen übernehmen werden.
Mit der Einführung der CO2 - Kennzahl wird die Voraussetzung geschaffen, die Umweltfreundlichkeit von Wärmepumpen zukünftig einfach zu beurteilen. Weitere Informationen finden sich
hier im Internet.
Literaturhinweise
[1] Globales Emissions-Modell integrierter Systeme (GEMIS) 4.4.2 Öko-Institut e. V.,
Darmstadt, Mai 2007
[2] DIN EN 14511, Luftkonditionierer, Flüssigkeitskühlsätze und Wärmepumpen mit
elektrisch angetriebenen Verdichtern für die Raumheizung und Kühlung. Juli 2004
[3] WPZ Bulletin; Mitteilungsblatt des Wärmepumpen-Testzentrums Buchs, Schweiz,
Ausgabe 1-2007
[4] EU Mitteilung