Wärmepumpen

Technologische Aspekte und Voraussetzung für die Kalkulation der Potenziale

Die Nutzung der Umgebungswärme mittels Wärmepumpen kann in Österreich, wie viele andere Technologien zur Nutzung Erneuerbarer Energie, auf eine lange Tradition zurückblicken. Umgebungswärme kann in Österreich dabei aus bodennahen Luftschichten, oberflächennahem Erdreich (horizontale Kollektoren oder Tiefensonden), Oberflächengewässern oder aus Grundwasser bezogen werden. Unterschiedliche Wärmepumpentechnologien wurden dabei sowohl für die Nutzung der einzelnen Wärmequellen als auch für unterschiedliche Energiedienstleistungsbereiche entwickelt. Klassische Einsatzgebiete der Wärmepumpentechnologie liegen in Österreich im Bereich der Anwendungen Warmwasserbereitung und Raumwärmeversorgung. Aber auch Sonderanwendungen wie die Schwimmbadentfeuchtung oder in den letzten Jahren stark steigend, der Einsatz im Bereich der Wohnraumlüftung. Zur Kalkulation der technischen und reduzierten technischen Potenziale werden die Energiedienstleistungssektoren Raumwärme und Warmwasserbereitung betrachtet.

Technologisch stellt die Kompressionswärmepumpe das am meisten verbreitete System dar. In einem geschlossenen Kreisprozess finden Verdampfung, Verdichtung, Kondensation und Expansion eines zirkulierenden Arbeitsmediums statt. Das Temperaturniveau der Wärme der Wärmequelle wird dabei auf ein höheres Temperaturniveau angehoben und somit für die unterschiedlichen Anwendungen nutzbar gemacht. Die Antriebsenergie dieses Kreisprozesses muss dem mechanischen Verdichter in der Regel in Form von elektrischer Energie zugeführt werden. Diese am meisten verbreitete Technologie wird in der Folge zur Kalkulation der Potenziale herangezogen. Es werden dabei unterschiedliche Wärmequellensysteme betrachtet.

Eine weitere technologische Umsetzung des Wärmepumpenprozesses ist die Absorptionswärmepumpe. Im Unterschied zur Kompressionswärmepumpe kann dieses System mit thermischer Antriebsenergie betrieben werden. Absorptionswärmepumpen spielen im österreichischen Wärmepumpenmarkt jedoch eine untergeordnete Rolle.

Geschichte der Marktdiffusion in Österreich

Die historische Entwicklung des Wärmepumpenmarktes in Österreich ab dem Jahr 1975 ist in untenstehender Abbildung dargestellt. Wie bei vielen Technologien zur Nutzung Erneuerbarer Energie ist auch bei der Wärmepumpentechnologie der Diffusionsstart durch die historischen Öl-Hochpreisphasen ausgelöst worden. Zu Beginn der 1980er Jahre verläuft die Markteinführung dieser Technologie mit großen Wachstumsraten, wobei bald die Anwendung der Brauchwassererwärmung in den Vordergrund tritt und im Wesentlichen Ölkessel, vor allem im Sommerbetrieb substituiert werden. Ab dem Jahr 1987 endet das Wachstum der jährlich installierten Anlagen abrupt. Einerseits kann dies auf die Abschwächung der Ölpreissignale zurückgeführt werden, andererseits kommt es vor allem am Sektor der Brauchwassererwärmung zu parallelen Diffusionsschüben weiterer Technologien, wie zum Beispiel der solarthermischen Anlagen. Nach Ansicht mehrerer Wärmepumpenexperten  kann das historisch abrupte Einbrechen des Marktwachstums der Wärmepumpentechnologie auch auf mangelnde Qualität vieler Anlagen (Konzeption, Planung, Betriebsweise, Wartung) zurückgeführt werden.

Im weiteren zeitlichen Verlauf ist wieder ein deutlicher Aufwärtstrend ab dem Jahr 2001 zu beobachten, der mit einer strukturellen Veränderung bezüglich der Wärmepumpen-Anwendungen einhergeht. War in den 1980er bzw. 1990er Jahren stets die Warmwasserbereitung Hauptstoßrichtung dieser Technologie, so wandelt sich nun der Hauptsektor der neuen Anlagen in Richtung Raumwärmebereitstellung. Hinzu kommt der relativ neue Bereich der Wohnraumlüftungen, welcher ebenfalls dem Raumwärmesektor zuordenbar ist. Dieser Trend ist auf die veränderten Randbedingungen der Heizungsanforderungen in Gebäuden mit hoher Energieeffizienz (Niedrigenergie- und Passivhausbauweisen) zurückzuführen.

Im Jahr 2007 wurde in Österreich Wärme im Umfang von 1470 GWhth aus Wärmepumpen genutzt. Davon entfallen auf den Anteil der Umweltwärme 1002 GWhthUmwelt und 468 GWhel auf die elektrische Antriebsenergie.

Historische Entwicklung Wärmepumpen

Die Ergebnisse der Potenzialanalyse sehen Sie hier: Technisches Potenzial | Reduziertes technisches Potenzial