Wohin entwickeln sich Markt und Technik?

Die neue Kälte-Klima-Fachmesse Chillventa, 15. bis 17. Oktober 2008 in Nürnberg, will sich der europäischen Wärmepumpenbranche als Expertentreff und Marktplatz empfehlen. Rund ein Jahr vor der Messepremiere fand deshalb am 18. und 19. September 2007 in Nürnberg das neu entwickelte Internationale Wärmepumpen-Symposium statt. Aus Sicht des Veranstalters, Deutscher Kälte- und Klimatechnischer Verein (DKV), fehlte der Wärmepumpenbranche bisher eine „technische“ Messeheimat im weiten Feld der regionalen, nationalen und internationalen Fachmessen. Mit rund 200 Teilnehmern aus elf Ländern war die technisch-wissenschaftliche Veranstaltung nach Aussage der Initiatoren ein Erfolg versprechender Anfang.

Wenn es nach dem DKV und der Nürnberg Messe ginge, werden sich künftig die Wärmepumpenexperten aus ganz Europa jährlich in Nürnberg über neue technische Entwicklungen und praktische Erfahrungen austauschen. Ziel des Wärmepumpen-Symposiums ist u.a. auch die Beschleunigung des Wissens­transfers.

Schweden: Gesundes Wachstum durch Mundpropaganda

Ein gesundes Marktwachstum generiert sich in erster Linie aus überzeugenden Beispielen und weniger aus Förderprogrammen und Marketingaktionen. So erläuterte Mattias Törnell von der schwedischen Energieagentur die Erfolgsgeschichte der Wärmepumpe in Schweden, dem Land mit dem größten Wärmepumpenabsatz in Europa. Trotz ausführlicher Diskussion über das Für und Wider von HFC-Kältemitteln bei Wärmepumpen – der aktuelle Trend gehe zu natürlichen Kältemitteln wie CO2 und Propan – sei der Markt parallel zu den steigenden Öl- und Strompreisen kontinuierlich gewachsen. Törnell führt die jüngsten Erfolge der Wärmepumpe auf die robuste Technik, Effizienzverbesserungen und die Rolle der sogenannten Early Adapters zurück, also den Pionierkäufern, deren Mundpropaganda dem Markt entscheidende Impulse gebe. Wichtig für eine gesunde Marktentwicklung seien stabile, kalkulierbare Marktkonditionen, die man am ehesten durch steuerliche Maßnahmen bei Öl und Gas, nicht aber durch die Subventionierung der Wärmepumpe erreiche.

Im Jahr 2006 wurden in Schweden rund 55000 Heizwärmepumpen und etwa 50000 Klimageräte mit Wärmepumpenschaltung verkauft. Nach dem Erfolg der Kleinwärmepumpe für Einfamilienhäuser geht die schwedische Wärmepumpenbranche davon aus, dass künftig der Gerätebedarf im Leistungsbereich zwischen 25 bis 40 kW zur Beheizung von Mehrfamilienhäusern zunehmen wird. Weitere Trends: Bei Erdsonden-Wärmepumpen werde die Kühlfunktion stärker nachgefragt. Wichtigste Innovation für die nächste Wärmepumpengeneration seien drehzahlgeregelte Verdichter, die weitere Effizienzverbesserungen möglich machten.

Frankreich: Boom durch Förderprogramm

Im Gegensatz zum natürlichen Wachstum in Schweden ist der Wärmepumpenmarkt in Frankreich durch Sonderabschreibungen von derzeit 50 % stark aufgeheizt. Dadurch habe sich der Absatz von 2005 auf 2006 um 112 % auf 53510 Geräte gesteigert. Dieses Förderprogramm erreicht fast ausschließlich den Neubaumarkt. Wichtiger sei es, jetzt auch Lösungen für die rund 14 Millionen bestehenden Einfamilienhäuser zu entwickeln, so Dr. Jean-Benoit Ritz vom Stromversorger EDF. Nachteilig für das Austauschgeschäft sei der schlechte wärmetechnische Zustand der Bestandsgebäude sowie die in Frankreich weit verbreiteten Radiatorenheizungen mit Vor­lauftemperaturen von teilweise über 65 °C. Derzeit laufen verschiedene Feldtests mit Hochtemperaturwärmepumpen für Einfamilienhäuser, die u.a. zusammen mit Viessmann/Satag und dem Verdichterhersteller Copeland entwickelt wurden.

Österreich: Nachhaltiges Energiesystem

Aufgrund des landesspezifisch günstigen Strom-Mixes werden Wärmepumpen in Österreich wegen ihres hohen CO2-Einsparpotenzials als „nachhaltige Heizungssysteme“ eingestuft und vom Staat entsprechend gefördert. Im Jahr 2006 wurden in der Alpenrepublik 13637 Geräte installiert, davon 65 % für Heizung und Warmwasser, 28 % nur für Brauchwasser, 6,2 % für Wohnungslüftungsgeräte und knapp 1 % für die Schwimmbadentfeuchtung. Eine Besonderheit des österreichischen Marktes sind direktverdampfende Erdreich-Wärmepumpen mit derzeit rund 17,8 % Marktanteil und solche mit CO2-Erdsonden. Nach Aussagen von Prof. Dr. Gerhard Faninger kann der primärenergetische und umweltbezogene Vorteil der Wärmepumpe aufgrund des hohen Anteils an Wasserkraft in Österreich um bis zu 70 % günstiger sein gegenüber Öl-/Gas-Heizkesseln. Bereits ab einer Jahresarbeitszahl von 2,5 schneide eine Wärmepumpe in Bezug auf den Primärenergieeinsatz gegen­über einem Ölkessel günstiger ab; 3,0 reiche aus, um gegen einen Gasheizkessel zu punkten. Aussichtsreichste Entwicklungen seien Wärmepumpen für die Altbausanierung mit Vorlauftemperaturen von 65 °C sowie umschaltbare Geräte zum Heizen und Kühlen. Eine gasbetriebene Adsorptionswärmepumpe befinde sich derzeit in der Feldtestphase, so Faninger.

Schweiz: 20000 Wärmepumpen pro Jahr

Im Jahr 1990 teilten sich in der Schweiz noch 50 Hersteller einen Markt von 2500 Wärmepumpen pro Jahr, heute produzieren 12 Hersteller jährlich rund 16000 Geräte. Im Zeitraum von 1990 bis 2005 konnte die Anzahl der Wärmepumpengeräte in der Schweiz auf 100000 erhöht werden. Bis zum Jahr 2010 werden insgesamt 150000 Installationen erwartet. Dank neuer Wärmepumpen mit höheren Vorlauftemperaturen sowie fallenden Preisen durch die Massenfertigung erhofft sich das Bundesamt für Energie (BFE), Bern, künftig Stückzahlen von rund 20000 pro Jahr; Ziel seien 400000 installierte Wärmepumpen bis zum Jahr 2035. Der zusätzliche Strombedarf für Wärmepumpen solle durch Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen bereitgestellt werden. Ein solches Konzept würde die Netto-CO2-Reduktion gegenüber Gas-Brennwertkesseln um 40 bis 60 % senken, so Fabrice Rognon vom BFE.

Europa: Chancen liegen im Altbau

Wie stark der Wärmepumpenmarkt von natio­nalen und teilweise regionalen Unterschieden geprägt ist, verdeutlichte der Vortrag von Dr.-Ing. Rainer Jakobs, DMJ-Beratung, Breuberg. Neben den unterschiedlichen Förder- und Anreizprogrammen seien es insbesondere die Wärmequellen (also Luft, Erdreich oder Wasser), die zu national eigenständigen Lösungen führten.

Allgemein begünstigt werde der Wärmepumpenmarkt durch den fallenden Energiebedarf bei Wohngebäuden, den Trend zu niedrigeren Vorlauftemperaturen sowie neuen technischen Lösungen, die auch die Raumkühlung bzw. die Wohnungslüftung miteinbeziehen. Die heutigen Niedertemperatur-Wärmepumpen seien allerdings auf den eher schrumpfenden Neubaumarkt ausgerichtet. Wichtig sei es deshalb, Wärmepumpen mit höheren Vorlauftemperaturen für Bestandsgebäude zu entwickeln. Europaweit gebe es rund 150 Millionen Wohnungen, die mittels Wärmepumpe beheizt und ggf. auch gekühlt werden könnten. Die EU-Einheitswärmepumpe werde es allerdings nicht geben, da jede Region und Klimazone spe­ziell abgestimmte Wärmepumpenkonzepte benötige, so Jakobs.

Noch am Beginn: Wärmepumpe mit CO2 als Kältemittel

Auffällig zurückhaltend behandelten die Referenten das Thema Kältemittel. Dies ist umso erstaunlicher, zumal sich die Automobilindustrie im Vorfeld der Internationalen Automobilausstellung 2007 eindeutig für eine ­Abkehr von synthetischen Kältemitteln zugunsten von R744 – einfachem und billigerem CO2 – ausgesprochen hat. Dass sich die Branche dennoch mit dem Thema Kältemittelumstieg beschäftigt, lassen Andeutungen von Achim Frommann, Copeland, erkennen. Demnach befasst sich der maßgebliche Wärmepumpen-Verdichterhersteller auch mit der Entwicklung von CO2-Kompressoren.

Klaus Breucker von den Viessmann-Werken bekannte sich zur Entwicklung einer Heizwärmepumpe mit dem Kältemittel CO2, zumal damit auch die für die Altanlagensanierung gewünschten Vorlauftemperaturen von über 70 °C bei einer Jahresheizzahl von mind. 3,3 möglich sein werden. Breucker argumentierte zudem, dass ein Verbot der F-Gase zumindest mittelfristig nicht auszuschließen sei.

Auch Stiebel Eltron setzt auf das Kältemittel CO2 , wie z.B. die neue 5-kW-Wärmepumpe WPL 5 N mit einem 200-Liter-Warmwasser-Speicher zeigt. Nach Berechnungen des Unternehmens könne durch die Abkoppelung der Trinkwassererwärmung von einer Öl-/Gasheizung der Primärenergieaufwand je kWh Nutzwärme von 1,1 bis 1,47 auf 0,57 bis 0,9 gesenkt werden.

Sinnvoll sei die Ausführung „Abluftwärmepumpe“, da dadurch gleichzeitig auch die Lüftungsfunktion abgedeckt sei. Als Vorbild für diese CO2-Wärmepumpe ist die Entwicklung in Japan. Dort werden inzwischen jährlich rund 100000 CO2-Warmwasser-Wärmepumpen vom Typ Ecocute verkauft. Sebastian Ott von Stiebel Eltron formulierte es so: „Wir müssen weg von Kältemitteln mit einem hohen Global Warming Potential“. Wegen der geringen Stückzahlen und nicht ausreichender Erfahrungen seien die Kosten für die Öko-Wärmepumpe momentan noch etwas höher als die für Wärmepumpen mit konventionellen Kältemitteln.

Erst dämmen, dann die ­Wärmepumpe einbauen

Ein nicht zu unterschätzendes Hemmnis für Elektro-Wärmepumpen seien die grundsätzlichen Vorbehalte vieler Deutscher gegenüber „allem Elektrischen“, also auch gegenüber der Wärmepumpe, gibt Frank Hartmann vom Forum Wohnenergie, Zeilitzheim, zu bedenken. Grundsätzlich sei der Wärmepumpenprozess nicht für hohe Heiztemperaturen geeignet. Erste Zielsetzung vor dem Wechsel von der konventionellen Heizung zur Wärmepumpe sei, die Vorlauftemperatur zu senken, am besten durch die energetische Verbesserung der Gebäudehülle. Die maximale, für Wärmepumpen noch sinnvolle Vorlauftemperatur sieht Hartmann bei 55 °C. Die Leistungszahl der Wärmepumpe müsse dann bei mindestens 3,0 liegen. Insgesamt sollte darauf hingearbeitet werden, den Temperaturhub zwischen Wärmequelle und Wärmenutzungssystem so gering wie möglich zu halten. Ggf. sei es auch sinnvoll, das alte Heizgerät bivalent in ein Wärmepumpensystem einzubinden. Hartmann ist überzeugt, dass mit der Umsetzung der EnEV die Attraktivität der Wärmepumpe für den Endverbraucher weiter steigen wird.

Achtung: Schallprobleme nicht unterschätzen

Während einige Wärmepumpen-Anbieter bereits mit Billiglösungen auf der Basis modifizierter Klimageräte am boomenden Markt teilhaben wollen, warnen andere bereits wieder vor einem zu sorglosen Einbau x-beliebiger Aggregate und erinnern an die Sünden des ersten Wärmepumpenbooms. Manfred Beerhalter von der Danfoss Steinmann Wärmepumpen AG, Kirchlindach/Schweiz, gab zu bedenken, dass die in einer Wärmepumpe enthaltenen synthetischen Kältemittel einen besonders sorgfältigen Umgang bei Wartung und Entsorgung erfordern. Auch sei das Schallproblem – insbesondere von Scrollverdichtern – nicht zu unterschätzen. Besonders die tiefen Frequenzen ließen sich nur mit relativ hohem Aufwand begrenzen. Ist das Schallproblem erst einmal vom Nutzer als solches erkannt, werde sehr genau hingehört. Unzureichend schallgedämmte Wärmepumpen höre man im ganzen Haus, so Beerhalter. Bei Danfoss Steinmann lege man deshalb sehr großen Wert auf schalltechnisch entkoppelte Verdichter.

Anhaltender Boom bei den Wärmepumpen

Die Wärmepumpen-Verkaufszahlen in Europa wie auch in Deutschland signalisieren einen anhaltenden Boom. Durch die Umsetzung der EnEV, durch die höhere Effizienz der Geräte, durch die höheren Systemwirkungsgrade in Verbindung mit geothermischen Wärmequellen sowie durch die zu erwartende primärenergetische Verbesserung des Strom-Mixes befindet sich die Wärmepumpe weiter in einer günstigen Position. Die einsetzende Kältemitteldiskussion wegen des Ausstiegs der Automobilindustrie aus den F-Gasen zugunsten von CO2 (für den Einsatz in Autoklimaanlagen) könnte dem boomenden Markt kurzzeitig eine Delle verpassen. Es ist jedoch zu erwarten, dass alle maßgeblichen Hersteller künftig auch Hochtemperatur-Wärmepumpen mit dem natürlichen Kältemittel CO2 in ihr Portfolio aufnehmen, zumal der europäische Sanierungsmarkt ein gigantisches Marktpotenzial von rund 150 Millionen Wohnungen aufweist.

Die Branche muss jedoch damit rechnen, dass Billiganbieter das Image der Wärmepumpe beschädigen werden: z.B. durch schlechte Leistungszahlen, eine mangelhafte Hydraulik oder durch Geräte, die nicht den Schallanforderungen in eng bebauten Wohngebieten entsprechen. Offen bleibt letztendlich die Frage, welche Akteure sich des prosperierenden Wärmepumpemarktes bemächtigen werden.

Unser Autor Wolfgang Schmid hat für die SBZ auf dem Internationalen Wärmepumpen-Symposi­um in Nürnberg recherchiert. Schmid ist freier Fachjournalist für Technische Gebäudeausrüstung in München (E-Mail: wsm@netsurf.de)