Zu dem Artikel muss ich als Physiker und Chemiker folgende Frage stellen:
Wo sind Wärmepumpen "klimaneutrales Heizen" bei deren Speisung mit aktuell >=33.3% Kohlestrom?!
Eine blosse Verlagerung der CO2-Emissionen vom häuslichen Kamin zum Schlot von Kohlekraftwerken bringt für das Klima nämlich leider Null-komma-nichts und ist schon gar nicht klimaneutral! Denn gerade Kohlekraftwerke produzieren besonders viel CO2!
Das ist auch früher so nie von der Wissenschaft so vorgeschlagen worden. Zufällig sass
ich vor gut 20 Jahren in Seminaren des ersten deutschen IPCC-Mitglieds Prof. Dr. Klaus Heinloth zu dem Thema und war auch oft Beisitzer in Diplom- und Magister-Prüfungen
zum Thema Energie bei Prof, Heinloth. Damals hiess die Empfehlung Erneuerbare Energien plus Kernenergie plus Gaskraftwerke/Kraft-Wärme-Kopplung.
Leider führt nach meinen ersten kurzen Berechnungen bei CO2-Emissionen für Strom beim deutschen Strommix 2021 laut UBA 485 g/kWh bzw. 520 g/kWh, 2022 bei
33.3% Kohlestrom, 15.5% Gasstrom, 40% Erneuerbaren und 6 noch laufenden
CO2-freien Kernkraftwerken ca. 532 g/kWh und 2023 dank Kernenergieausstieg
vorletzte Woche nachts einmal sogar 700 g/kWh auch eine Wärmepumpe mit
Jahresarbeitszahl (JAZ) von 2.5 zu keiner CO2-Einsparung!
Das liegt ganz einfach am Wirkungsgrad von Kohlekraftwerken von typisch 30-35%,
höchstens 40% und der Tatsache, dass Kohle nach C+O2 -> CO2 zu purem CO2 verbrennt, jedoch nur ca. 394 kJ/mol ((freie)Bildungsenthalpie des CO2) Energie
liefert, während das so zu Unrecht verteufelte, von der Wissenschaft einst aber
empfohlene Gas nach CH4 + 2O2 -> CO2 + 2 H2O bei gleicher CO2-Menge (ein mol= 44 g CO2) eine viel höhere Verbrennungsenthalpie von 890 kJ/mol in Gas-Brennwertkesseln liefert.
Denn Methan verbrennt praktisch wie die doppelte Menge schwach gebundenen (75 kJ/mol) Wasserstoffs plus Kohle.
Teilt man die obigen CO2-Mengen durch eine JAZ 2.5, kommt man für eine elektrische Luft-Wasser-Wärmepumpe auf eine CO2-Gesamtbilanz von ca. 178 g CO2 pro kWh Heizenergie oder gar mehr.
Ein Erdgas-Brennwertkessel erreicht hingegen, wenn man die obigen 44g CO2/0.89 MJ
mit dem Faktor 3.6 multipliziert auf kWh umrechnet (1 kWh=1000 W*3600s=3.6 MJ)
bis zu ca. 172 g CO2/kWh. Der CO2-Aufwand für die Umbaukosten (Kalkbrennen/Zementproduktion/Stahlerzeugung) wäre seriöserweise eigentlich auch noch zu berücksichtigen.
Das heisst also, dass der enorme Aufwand von geschätzt ca. 1 Billionen bis 3 Billionen EUR für diese Umbauten derzeit praktisch gar nichts für den Klimaschutz bringt.
Die kann auch der Staat nicht kurzfristig über Förderprogramme aufbringen.
Selbst wenn laut Herstellerangaben manche (teurere) Wärmepumpentypen effizienter arbeiten bzw. man diese sinnvoller konzipiert, sind dem physikalische Grenzen gemäss den Temperaturen T_Vorlauf/(T_Vorlauf-T_aussen) gesetzt, in der Praxis werden nur ca. 50% hiervon erreicht. Das führt gerade in kälteren (Mittel-)Gebirgen zu einer schlechten Jahresarbeitszahl.
Das Hilfs-Argument, dass irgendwann einmal der Strom in Deutschland aus 100% Erneuerbaren stammen soll, zieht auch kaum. Denn Wärmepumpen werden kaum
viele Jahrzehnte halten.
Momentan liefern ungeschönt nach Zahlen von Prof. Ulf von Zahn im Scientists4Future-Video auf Youtube ("Klimawandel aus Sicht eines Wissenschaftlers") die skalierbaren Erneuerbaren Energien Windkraft gerade mal mit
4.1% und Photovoltaik mit 2% ganze 6.1% des gesamten Energieverbrauchs Deutschlands bei Kosten von 2 Billionen EUR EEG-Umlage, etwa so viel wie die letzten Kernkraftwerke.
Eine drastische Vergrösserung dieses Werts wäre daher langwierig, da sehr teuer. Eine erste Schätzung von Prof. Heinloths damaligem Mitarbeiter Dr. Michael Bockhorst (Energieinfo.de) für 100% private Stromversorgung aus Erneuerbaren Energien kommt auf Kosten von weiteren ca. 10 Billionen EUR, wobei hierbei von eher bescheidenen Kosten für Umbauten für Wärmepumpen im Gebäudesektor von 15.000 EUR für Nachinstallation von Fussboden- oder Wandheizungen pro Gebäude ausgegangen wurde.
Als Fazit bleibt festzuhalten, dass Wärmepumpen momentan in keinem Fall klimaneutral sind, bloss weil sie selbst auf den ersten naiven Blick kein CO2 emittieren und der Strom zum Betrieb aus der Steckdose kommt.
Für ein seriöses sinnvolles Gebäudenergiegesetz wäre erst nochmal eine seriöse unabhängige wissenschaftliche Analyse unter Berücksichtigung aller regionalen Gegebenheiten und des gesamten CO2-Aufwandes nötig. Hier sollten möglichst viele Wissenschaftler eingebunden werden, um eine objektive Betrachtung sicherzustellen.
Das Posting wurde vom Benutzer editiert (06.05.2023 09:13).