Wärmepumpen in Berlin

Markt-anteil von 43 % und Wasser/Wasser-Wärmepumpen einen Anteil von 7 % (IZW e.V. 2009). Luft-Wärmepumpen haben dabei insbesondere in den vergangenen drei Jahren stark an Verbreitung gewonnen (s. Abb. 2.3). Nach Informationen des Bundesverbands Wärmepumpe nutzten im Jahr 2008 31,7 % der in Deutschland installierten Wärmepumpen Luft als Wärmequelle, die Abschät-zung für das Jahr 2009 liegt bei 34,5 % (persönliche Mitteilung, Frau Gorris (2009)). Zu den Hei-zungs-Wärmepumpen kommen Brauchwasser-Wärmepumpen hinzu – im Jahr 2008 wurden deutschlandweit knapp 14.000 Anlagen verkauft. Der Marktanteil an Brauchwasser-Wärmepumpen beträgt jedoch weniger als 20 %.

eine Leistung von mehr als 30 kW aufweisen, so dass davon ausgegangen werden kann, dass Wärmepumpen wie im gesamten Bundesgebiet auch in Berlin vorzugsweise in Ein-, Zwei- und kleinen Mehrfamilienhäusern installiert wurden und werden. Dies bestätigt eine Auswertung der Neubaustatistik für Ein- und Mehrfamilienhäuser in Berlin für die Jahre 2006 bis 2009, die auch die Anzahl der neu beantragen Wärmepumpen in diesen Gebäuden enthält. Insbesondere im Bereich der neuen Einfamilienhäuser ist ein großer Zuwachs an Wärmepumpen zu verzeichnen. Während in den Jahren 2006 und 2007 pro Quartal ca. 80 bis 100 Wärmepumpen in Einfamilienhäusern be-antragt und genehmigt wurden, waren es seit dem 2. Quartal 2008 meist um 130 Wärmepumpen pro Quartal.

Auch in Mehrfamilienhäusern stieg der Marktanteil der Wärmepumpen in diesem Zeitraum an. Mit etwa 5 genehmigten Wärmepumpen pro Quartal sind sie zahlenmäßig jedoch nicht von großer Re-levanz (GASAG 2009) (s. Abb. 2.4). Die Wärmequelle wird in der Neubaustatistik bislang nicht un-terschieden, so dass in diesen Zahlen sowohl Sole/Wasser-Wärmepumpen, Wasser/Wasser-Wärmepumpen als auch Luft-Wasser/Wasser-Wärmepumpen enthalten sind¹².

Da für Luft-Wärmepumpen keine Genehmigung durch den SenGUV notwendig ist, sind diese in der obigen Abschätzung zum Status Quo noch nicht enthalten. Aufgrund der flächenintensiven Be-bauung und Einschränkungen der Freiflächen durch die Wasserschutzgebiete ist zu vermuten, dass der Anteil an Luftwärmepumpen in Berlin höher liegt als im bundesweiten Durchschnitt. An diese Stelle wird daher von einem moderat höheren Anteil von 40 % (bundesweit ca. 35 %) ausge-gangen, so dass derzeit vermutlich ca. 1100 Luftwärmepumpen in Berlin bestehen und sich der Gesamtbestand auf etwa 2.800 Heizungs-Wärmepumpen beläuft. Ebenfalls noch nicht berücksich-tigt sind Brauchwasser-Wärmepumpen, die bundesweit einen Anteil von ca. 15 % am gesamten

12 Eine spezifische Erfassung der Wärmequellen ist geplant und soll ab Januar 2010 im Rahmen der Neubaustatistik er-folgen (persönliche Mitteilung, Frau Beeck 2009)

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Mrz 06 Jun 06 Sep 06 Dez 06 Mrz 07 Jun 07 Sep 07 Dez 07 Mrz 08 Jun 08 Sep 08 Dez 08 Mrz 09

Anzahl Wärmepumpen

Beantragte WP in EFH Beantragte WP in MFH

Abb. 2.4: Entwicklung der in Neubauten genehmigten Wärmepumpen bis 2009 Quelle: Eigene Darstellung nach GASAG (2009)

Wärmepumpenbestand aufweisen. Demnach wären 2009 zusätzlich etwa 500 Brauchwasser-Wärmepumpen installiert. Reine Brauchwasser-Brauchwasser-Wärmepumpen nutzen wie bereits beschrieben, in der Regel die Wärmequelle Umgebungsluft (Raumwärme).

Für frühere Jahre liegen keine offiziellen Daten vor, ebenso gibt es keine Angaben zur genutzten Umweltwärme. Für das Jahr 2005 konnte die Anlagenzahl sowie die genutzte Umweltwärme für Berlin dem Anlagenband einer Studie der FFU entnommen werden (FFU 2007: 32). Demnach wa-ren 2005 1.210 Wärmepumpen in Berlin in Betrieb und nutzten 27.778 MWh Umweltwärme. Damit ergibt sich ein Wert von 22,9 MWh Umweltwärme pro Anlage und Jahr. Ein ähnlicher Wert wurde anhand einer Studie von (Faninger 2007) berechnet: Nach Angaben zum Wärmepumpenmarkt in Österreich wurden im Jahr 2006 etwa 21 MWh Nutzwärme pro Wärmepumpe (Wärmequelle: Erd-reich) bereitgestellt. Auf Basis der FFU-Studie wurde ein Wert für die Wärmeerzeugung durch die momentan installierten Anlagen ermittelt. Mit 1.700 Sole- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen werden mit dieser vereinfachten Berechnung ca. 39.000 MWth bzw. 140 TJ jährlich bereit gestellt.

Inklusive der Luft-Wärmepumpen werden bei Annahme der Wärmebereitstellung von 22,9 MWh pro Anlage in 2009 etwa 64.000 MWhth erzeugt. Bezogen auf den Wärmebedarf in 2008 in Berlin, entspräche dies etwa 0,15 % des Wärmebedarfs (41.906 GWh). Dabei ist allerdings zu beachten, dass keine Informationen zu möglichen Nutzungseinschränkungen oder der tatsächlichen Auslas-tung der Wärmepumpen vorliegen und der tatsächliche Wert daher deutlich abweichen kann. Die ermittelten bzw. der FFU-Studie entnommenen Werte für das Jahr 2005 liegen mit 100 TJ in einer ähnlichen Größenordnung wie die in der Energiebilanz 2006 (Amt für Statistik Berlin-Brandenburg 2009) angegebenen 70 TJ¹³.

Auch in Berlin sind einige Anlagen im Bereich Handel und Gewerbe in Betrieb. So wurden im Jahr 2008 insgesamt sechs Wärmepumpen in neu errichteten Nicht-Wohngebäuden installiert, davon zwei in Handels- und Lagergebäuden, zwei in Infrastrukturgebäuden, eine in einem Büro- und Verwaltungsgebäude und eine in einem sonstigen nichtlandwirtschafltichen Betriebsgebäude (Amt für Statistik Berlin-Brandenburg 2008b). Eine exakte Anzahl zu den derzeit installierten Anlagen in diesem Bereich liegt nicht vor, ist jedoch im unteren zweistelligen Bereich zu vermuten.

Einige Beispiele für Speichernutzungen in Nicht-Wohngebäuden sind der Reichstag, das Ener-gieForum Berlin und die Volkswagen Bibliothek der Technischen Universität Berlin. Da in Büroge-bäuden in der Regel ein großer Kältebedarf im Sommer besteht, werden meist Energiekonzepte gewählt, in denen das Erdreich als Wärme- bzw. Kältespeicher dient. Im Energiekonzept des Reichstags werden als Wärmequelle bzw. –speicher zwei grundwasserleitende Erdschichten ge-nutzt, wobei der erste Aquifer im Sommer die überschüssige Abwärme von einem stromgeführt be-triebenen Blockheizkraftwerke aufnimmt und im Winter für die Versorgung von Niedertemperatur-heiznetzen 45°C/30°C abgibt¹⁴ (Kranz et al. 2008). Der zweite Aquifer-Speicher erfüllt Kühlaufga-ben. Im EnergieForum, dessen Energieversorgung in dieser Form seit 2003 in Betrieb ist, werden ebenfalls zwei Wärmepumpen eingesetzt: eine Abluftwärmepumpe sowie eine Wärmepumpe in Kombination mit einer so genannten Energiepfahlanlage. Letztere trägt im Winterhalbjahr zur

13 Eine Anfrage beim Amt für Statistik Berlin-Brandenburg klärte, dass nur die geothermische Energieerzeugung mit Hil-fe von Wärmepumpen dem Bereich „Sonstige“ zugeordnet (Amt für Statistik Brandenburg 2009). Im Jahre 2005 war der Primärenergieverbrauch im Bereich „Sonstige“ jedoch ungleich höher (228 TJ). Es ist zu vermuten, dass in die-sem Wert auch andere Quellen erneuerbarer Energien enthalten waren.

14 Es handelt sich in diesem Fall um eine reine Speicherung – Geothermie als Primärenergiequelle wird demnach nicht genutzt.

Wärmeversorgung bei. Dadurch kühlt das Erdreich in diesem Zeitraum aus, so dass es im Sommer zur freien Kühlung (Betonkernaktivierung) dienen kann (Sasse et al. 2006). Ähnlich funktioniert das Energiekonzept der der Volkswagenbibliothek, die seit 2004 in Betrieb ist (Sasse/ Kuhn 2007). Die Dokumentationen zu den Beispielanlagen zeigen, dass weiterer Forschungsbedarf in diesem An-wendungsbereich besteht. Die Energiekonzepte müssen meist sehr individuell geplant werden und sind häufig erst nach ein paar Jahren und nach weiteren Optimierungsschritten stabil. Eine erzeug-te Wärmemenge lässt sich aus den bekannerzeug-ten Beispielen nicht ableierzeug-ten, da es sich zum Teil um eine reine Wärmespeicherung handelt und die Feldtests erhebliche Schwankungen in der Wärme-bereitstellung aufdeckten.

Neben der Wärmequelle ist der Bezug der Antriebsenergie relevant für die Energiebilanz der Wär-mepumpe. Bislang existieren Elektro- und Gas-Wärmepumpen, wobei sich Gas-Wärmepumpen für den Einsatz in Ein- und Zweifamilienhäusern noch in einer frühen Marktphase (Feldteststadium) befinden. Nur für den größeren Leistungsbereich (z. B. Schwimmbadbeheizung) waren bereits 2008 gasmotorisch betriebene Wärmepumpen verfügbar (Schüwer/ Fischedick 2008). Es kann deshalb davon ausgegangen werden, dass die bestehenden Wärmepumpen in Berlin nahezu aus-schließlich mit Strom betrieben werden. Wärmepumpen, die in Einfamilienhäusern eingesetzt wer-den, weisen in der Regel eine elektrische Leistung von 2-3,8 kWel auf (neue EFH: 2 kWel, EFH im Bestand: 3,8 kWel) (AWP 2007). Unter der Annahme einer Volllaststundenzahl von 1.700 h benö-tigt eine Wärmepumpe demnach zwischen 3.400-6.500 kWhel Strom im Jahr. Da in Berlin auch ei-nige Wärmepumpe mit größeren Leistungszahlen betrieben werden, kann für das Jahr 2009 von einem durchschnittlichen Stromverbrauch von 6.000 kWhel pro Heizungs-Wärmepumpe bzw. für alle Heizungs-Wärmepumpen von ca. 17.000 MWhel ausgegangen werden. Die Berechnung des Strombedarfs kann auch über de Anteil der jeweiligen Wärmepumpen und deren JAZ erfolgen. Bei einem derzeitigen Anteil von 58 % Erd/Sole-Wärmepumpen (JAZ = 3,4), 40 % Luft-Wärmepumpen (JAZ = 3) und 2 % Wasserwärmepumpen (JAZ = 4,5) beläuft sich der Strombedarf auf etwa 19.700 MWel.