Energiewirtschaftliche Bewertung der Wärmepumpe in der Gebäudeheizung

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1 Erste Ergebnisse der TU-München-Studie für den BWP Energiewirtschaftliche Bewertung der Wärmepumpe in der Gebäudeheizung 10. Forum Wärmepumpe,

2 Hintergrund und Ausgangslage Der ökologische Nutzen der Wärmepumpe hängt neben der Effizienz vor allem vom Strommix ab. Durch einen zunehmenden EE-Strom-Anteil und effizientere Kraftwerke verbessert sich die Ökobilanz der Wärmepumpe. Das gilt auch für bereits installierte Anlagen über deren gesamte Lebensdauer. Strom zum Heizen wird häufig noch negativ gesehen. Daher besteht hier großer Aufklärungsbedarf.

3 Eckpunkte der Studie Titel: Energiewirtschaftliche Bewertung der Wärmepumpe in der Gebäudeheizung Vergleich von fossilen Heizungen mit Wärmepumpen hinsichtlich CO 2 und Primärenergie für 2011, 2020 und 2030 Im Bestand: EFH Baujahr 1990 gemäß Gebäudetypologie des Instituts für Wohnen und Umwelt (EFH_H). Verglichen werden neue Wärmepumpen sowie Gas und Öl Brennwert (Einbau 2011) mit Gas NT (Baujahr 1990). im Neubau (Standard EnEV 2009): EFH nach IWU Gebäudetypologie EFH_J Vergleich von Wärmepumpen. Gas und Öl Brennwert (jeweils mit solarer Trinkwassererwärmung nach EnEV Standard) und Pelletkessel.

4 Umweltbilanz verschiedener Heizsysteme im Bestand Einfamilienhaus 1990 Betrachtungsjahr 2030 WSchV 1984 Bezugsfläche 155,8 m 2 Raumwärmebedarf 148,1 kwh/(m² a) Warmwasserbedarf 12,5 kwh/(m² a) (Installationsjahr Heizung) CO 2 -Emissionen (kg/a) Öl-NT (1990) Gas-Brennwert (2011) Luft/Wasser- Wärmepumpe (2011) % -74% -78% Sole/Wasser- Wärmepumpe (2011) Primärenergiebedarf (nicht- Erneuerbar) % -79% -83%

5 Vergleich nicht-regenerativer Primärenergieverbrauch im Bestand Heizsystem (Installationsjahr) Betrachtungsjahr Gas-BW-Kessel (2011) Öl-BW-Kessel (2011) Gas-BW-Kessel (2011) Öl-BW-Kessel (2011) Gas-BW-Kessel (2011) Öl-BW-Kessel (2011) IfE 48379B12 Gas-NT-Kessel (1990) Öl-NT-Kessel (1990) Nicht regenerativer Primärenergieverbrauch in kwh/a

6 Vergleich CO 2 -Emissionen im Bestand Heizsystem (Installationsjahr) Betrachtungsjahr Gas-BW-Kessel (2011) Öl-BW-Kessel (2011) Gas-BW-Kessel (2011) Öl-BW-Kessel (2011) Gas-BW-Kessel (2011) Öl-BW-Kessel (2011) Gas-NT-Kessel (1990) Öl-NT-Kessel (1990) Wärme direkt Wärme vorgelagert Hilfsenergie vorgelagert IfE 48356D CO 2 -Emissionen in kg/a

7 Umweltbilanz verschiedener Heizsysteme im Neubau Einfamilienhaus 2011 (= Installationsjahr Heizung) Betrachtungsjahr 2030 EnEV 2009 Bezugsfläche 155,8 m 2 Raumwärmebedarf 35,1 kwh/(m² a) Warmwasserbedarf 12,5 kwh/(m² a) Öl-Brennwert + Solar Gas-Brennwert + Solar Luft/Wasser- Wärmepumpe Sole/Wasser- Wärmepumpe CO 2 -Emissionen (kg/a) % -67% -72% Primärenergiebedarf nicht Erneuerbar % -73% -77%

8 Vergleich nicht-regenerativer Primärenergieverbrauch im Neubau Heizsystem (Installationsjahr) IfE 48380D12 Betrachtungsjahr Gas-BW-Kessel solar (2011) Öl-BW-Kessel solar (2011) Gas-BW-Kessel solar (2011) Öl-BW-Kessel solar (2011) Gas-BW-Kessel solar (2011) Öl-BW-Kessel solar (2011) Nicht regenerativer Primärenergieverbrauch in kwh/a

9 Vergleich CO 2 -Emissionen im Neubau Heizsystem (Installationsjahr) Betrachtungsjahr Gas-BW-Kessel solar (2011) Öl-BW-Kessel solar (2011) Gas-BW-Kessel solar (2011) Öl-BW-Kessel solar (2011) Wärme direkt Wärme vorgelagert Hilfsenergie vorgelagert IfE 48357D12 Gas-BW-Kessel solar (2011) Öl-BW-Kessel solar (2011) CO 2 -Emissionen in kg/a

10 Wärmepumpen-Ausbau Hohes Ziel: Bis ,5 Mio. WP mit 16,8 TWh Stromverbrauch Anzahl an WP in Mio. 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Anzahl an Wärmepumpen IfE 48351B12 Stromverbrauch der Wärmepumpen in TWh Stromverbrauch der WP in TWh 0,5 2 0, Jahr Die über 3 Mio. Zusätzlichen Wärmepumpen in 2030 verbrauchen rund 13,5 TWh Strom mehr als Die Studie addiert per Standard-Lastprofil diesen Mehrverbrauch zum Stromverbrauch und berechnet den entstehenden Strommix. 0

11 Standardlastprofilkurven der Wärmepumpen (temperaturabhängig) IfE 48360D12-17 C Energieverbrauch pro Stunde in kwh C -8 C -3 C 2 C 7 C 12 C Stunde 17 C

12 Lastprofil des Wärmepumpenbestands , B12 Leistungsbedarf der Wärmepumpen in GW 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Stunde

13 CO 2 und PE je kwh Strom BMU-Szenario ohne WP-Ausbau spezifischer Primärenergiebedarf in kwh PE pro kwh el 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 KREV 476 KNEV spezifische CO2-Emissionen 335 0, ,8 1,0 2,2 1,4 0, spezifische CO 2 -Emissionen in g pro kwh el Jahr 61336B12

14 CO 2 und PE je kwh Strom BMU-Szenario mit WP-Ausbau (BWP-Szenario2) spezifischer Primärenergiebedarf in kwh PE pro kwh el 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 KREV 476 KNEV spezifische CO2-Emissionen 336 0, ,8 1,0 2,2 1,4 0, spezifische CO 2 -Emissionen in g pro kwh el Jahr 61337B12

15 CO 2 und PE je kwh Strom BEE-Szenario mit WP-Ausbau (BWP-Szenario2) spezifischer Primärenergiebedarf in kwh PE pro kwh el 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 KREV 466 KNEV spezifische CO2-Emissionen 295 0, ,0 2,2 1,2 1,2 0, spezifische CO 2 -Emissionen in g pro kwh el Jahr 61338B12

16 Bis zu 50% des zusätzlichen Strombedarfs für den WP-Ausbau stammen aus Überschüssen (EE/KWK) 8 zusätzlich integrierbare Überschüsse in TWh , Jahr 0,6 Der zusätzliche Strombedarf der Wärmepumpen beträgt 2030 ca. 13,6 TWh, d.h. 39 % (Szenario BMU) bzw. 50 % (Szenario BEE) stammen aus EE. Weitere Überschüsse in Höhe von 27,5 TWh (Szenario BMU) bzw. 63,9 TWh (Szenario BEE) bleiben ungenutzt. 5,3 6, B12 BMU BEE

17 Strommix 2030 Geringer Einfluss durch Wärmepumpen-Ausbau 100% PV 90% Wind - Offshore Wind - Onshore relativer Anteil an der Stromerzeugung 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Wasserkraft Geothermie Biomasse KWK - Gas KWK - SK KWK - BK Heizöl GT GuD SK konv. SK-700 C BK konv. BK-700 C 0% BMU mit WP-Bestand 2011 BMU mit WP-Ausbau BEE mit WP-Bestand 2011 BEE mit WP-Ausbau Kernenergie 61342B12

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!