Wärmepumpen: Was wäre, wenn alle Leute damit heizen?

Die Deutschen sollen künftig mit Wärmepumpen heizen. Das ist die Basis des Heizungsgesetzes und der Energiewende. Natürlich ist das nicht in allen Häusern möglich. Das weiß auch die Bundesregierung. Doch würde für den geplanten Wärmepumpen-Boom überhaupt der Strom reichen? Und ebenso wichtig: Sind die Stromnetze dafür ausgelegt oder müssen sie erst gebaut werden? Viele Experten zweifeln an der Machbarkeit der Pläne.

Bis 2030 sollen sich die Zahl der Wärmepumpen von etwas über einer Million auf knapp sechs Millionen erhöhen. Vor allem an extrem kalten Tagen könnten die Geräte eine erhebliche Belastung für die Stromnetze darstellen, warnte der Chef der Stadtwerke München, Florian Bieberbach.

Im Januar sagte auch der Präsident der Bundesnetzagentur, Klaus Müller, dass eine Überlastung und lokale Stromausfälle im Verteilnetz drohen. Dies gelte insbesondere dann, wenn viele neue Wärmepumpen und Ladestationen für Elektroautos ans Netz gehen.

Das Wirtschafts- und Bauministerium gehen indessen davon aus, „dass der zusätzliche Stromverbrauch von Wärmepumpen aufgrund ihrer hohen Effizienz, insbesondere bei der Nutzung von Umgebungswärme aus Luft, Erdreich oder Wasser, gering ist“.

Wärmepumpen – nicht genügend Strom, Netz überfordert

Vonovia, Deutschlands größter Immobilienkonzern, kann derzeit rund 70 Prozent seiner bereits installierten Wärmepumpen nicht nutzen. Das sagte Vorstandschef Rolf Buch der „Wirtschaftswoche“. Demnach fehlen aktuell viele Genehmigungen von lokalen Netzbetreibern, also den Stadtwerken vor Ort, um die Wärmepumpen anzuschließen.

Ein Grund dafür sei, so Buch, dass aktuell nicht genügend Strom zur Verfügung stehe, um die Wärmepumpen zu betreiben. Dezentrale Energieerzeuger drohen vielerorts die Stromnetze in den Lastspitzen zu überfordern. Zudem müsse noch geklärt werden, ob die für Wärmepumpen vorgesehenen Häuser gut genug gedämmt seien: „Die Kommunen brauchen dringend eine Strategie und einen Plan.

Bei den Wärmepumpen zeigt sich, dass gute Vorhaben politisch oft nicht zu Ende gedacht sind“, so Buch zur „Wirtschaftswoche“. Experten kritisieren immer wieder den hohen Aufwand, der aktuell noch mit der Installation von Wärmepumpen verbunden ist – vor allem, wenn es um die Stromversorgung geht. In vielen Fällen müssen dafür erst spezielle Leitungen verlegt werden.

Netzausbau wäre gigantisch

Die lokalen Netzbetreiber gehen derzeit davon aus, dass der Stromverbrauch in Deutschland aufgrund der Elektrifizierung von Verkehr und Wärme bis 2045 um mehr als das Doppelte steigen wird. Dieser steigende Verbrauch wäre in den aktuellen Ausbauplänen im Rahmen des Netzentwicklungsplans 2037/45 für das Übertragungsnetz berücksichtigt, sagte ein Sprecher des Berliner Übertragungsnetzbetreibers 50Hertz Transmission.

Gemäß dem Ausbauszenario des Netzentwicklungsplans Strom 2013 müssen die Übertragungsnetzbetreiber bis 2032 rund 145.000 Kilometer neue Stromleitungen verlegen, um eine erfolgreiche Integration erneuerbarer Energien zu gewährleisten. Die Bundesländer schätzen ihrerseits den erforderlichen Ausbau sogar auf etwa 280.000 Kilometer ein.

Im Jahr 2022 betrug der gesamte Stromverbrauch, auch bekannt als Nutzlast, 484 Terawattstunden. Nach der letzten Prognose der Bundesregierung wird dieser bis 2030 auf rund 750 Terawattstunden ansteigen. Dies wäre ein Verbrauchszuwachs von über 37 Prozent.

Wärmepumpen brauchen viel Strom

Wirtschafts- und Bauministeriums gehen davon aus, „dass der zusätzliche Stromverbrauch von Wärmepumpen würden die geplanten fünf Millionen neuen Wärmepumpen bis 2030 weniger als 30 Terawattstunden (TWh) Strom benötigen. Das wären weniger als fünf Prozent des Stromverbrauchs im Jahr 2030.

Das Prognos-Institut kommt bei einer Berechnung im Auftrag des Wirtschaftsministeriums zu anderen Zahlen: Mit rund 5,5 Millionen Wärmepumpen ist danach ein Stromverbrauch von rund 33 TWh verbunden (2018 knapp 7 TWh). Gleichzeitig nimmt auch der Einsatz von Großwärmepumpen bei der Fernwärme zu (+9 TWh).

Insgesamt steigt der Stromverbrauch der Wärmepumpen im Zeitraum 2018 bis 2030 danach um 35 TWh auf rund 42 TWh. Werden zusätzlich die kleinen ungekoppelten Warmwasser-Wärmepumpen hinzugezählt, steigt der Stromverbrauch der Wärmepumpen um zusätzliche 3 TWh auf insgesamt 45 TWh.

Quelle: agrarheute, 22.06.2023

Förderrichtlinien für effizientes Heizen: So sparen Sie bares Geld

Zum 1. Januar wurden wieder neue Förderrichtlinien der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) auf den Weg gebracht. Hier gibt es einen Überblick.

Bundesförderung für effiziente Gebäude

Nachdem die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) erst im vergangenen Sommer umfassend geändert wurde, sind zum Jahreswechsel weitere Änderungen in Kraft getreten. Von den umfangreichen Maßnahmen soll hier nur auf die Förderung von „Einzelmaßnahmen (BEG EM)“ insbesondere für Biomasseanlagen und Wärmepumpen eingegangen werden.

Neue Förderbedingungen

Biomasseheizungen können künftig nur noch gefördert werden, wenn sie mit einer Solarthermieanlage oder Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung und/oder Raumheizungsunterstützung kombiniert werden. Die Anlagen sind mindestens so zu dimensionieren, dass sie die Trinkwassererwärmung bilanziell vollständig decken könnten.

Förderrichtlinien für Wärmepumpen

  • Ab dem 01.01.2024 gelten für Luft-Wasser-Wärmepumpen Grenzwerte für Geräuschemissionen des Außengeräts (Verdampfer).
  • Auch Anlagen mit natürlichen Kältemitteln erhalten nun den Bonus von 5 Prozentpunkten (s. Tabelle). Ab Anfang 2028 sollen dann nur noch Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln gefördert werden.
  •  Die Mindestarbeitszahl (JAZ) ist eine Effizienzgröße (Formel: erzeugte Heizwärme in kWh/a ÷ eingesetzter Strom in kWh/a). Bei geförderten Wärmepumpen muss die JAZ einen Wert von mindestens 2,7 erreichen. Ab dem 01.01.2024 soll sie mindestens 3 betragen.
  • Die Anforderungen an den jahreszeitbedingten Raumheizungsnutzungsgrad (ETAs = Primärenergie-Aufwand pro kW Wärme) von geförderten Wärmepumpen werden zum 01.01.2024 verschärft.

Förderrichtlinien für Gebäudenetze

  • Bei Gebäudenetzen mit maximal 25 % Biomasse für die Spitzenlast bleibt der Fördersatz bei 25 %: für Gebäudenetze mit max. 75 % Biomasse wird der Fördersatz auf 20 % reduziert.
  • Geförderte Gebäudenetze müssen zu mindestens 65 % mit erneuerbaren Energien und/oder unvermeidbarer Abwärme betrieben werden.
  • Biomasseanlagen in Gebäudenetzen sind nur bivalent in Zusammenhang mit anderen erneuerbaren Energien förderfähig, deren Wärmemengenanteil mindestens 25 % beträgt.
  • Der Anschluss an ein Gebäudenetz wird weiterhin mit 25 % bezuschusst.
  • Für den Anschluss an ein Wärmenetz bestehen keine technischen Anforderungen an einen erneuerbare Energien-Anteil oder an den Primärenergiefaktor mehr. Zudem wird der Fördersatz für den Anschluss an ein Wärmenetz von 25 % auf 30 % angehoben.

Förderrichtlinien für Biomasseanlagen

  • Bei einer Förderung von Wärmepumpen oder Biomasseheizungen (auch in Ergänzung zu einer bestehenden oder neuen fossilen Heizung) muss das zu versorgende Gebäude nach Durchführung der Maßnahme zu mindestens 65 % durch erneuerbare Energien beheizt werden.
  • Der maximale Feinstaubausstoß wird auf 2,5 mg/m³ Rauchgas begrenzt, was elektrostatische Filtersysteme erforderlich macht. Der bisherige Innovationsbonus wurde gestrichen. Ferner wird gefordert, dass Biomasseheizungen nun einen jahreszeitbedingten Raumheizungsnutzungsgrad (ETAs) von 81 % aufweisen (heute: 78 %).
  • Bei der Förderung von Wärmeerzeugungsanlagen ist grundsätzlich eine Heizlastberechnung und ein hydraulischer Abgleich erforderlich.
  • Bei fossilen Heizungsanlagen, die älter als 20 Jahre sind, wird keine Heizungsoptimierung mehr gefördert.

Weitere Maßnahmen

Die aufgeführten Maßnahmen stellen nur einen Ausschnitt der zu fördernden Maßnahmen dar. Außerdem können zum Beispiel Maßnahmen, die die „Gebäudehülle“ oder „Anlagentechnik (außer Heizung)“ betreffen, bezuschusst werden.

Quelle: Land & Forst 16.01.2023, Link zum Artikel https://www.landundforst.de/landwirtschaft/betrieb/foerderrichtlinien-fuer-effizientes-heizen-so-sparen-bares-geld-568742?utm_source=luf-mo-mi-nl&utm_medium=newsletter&utm_campaign=luf-newsletter&utm_term=2023-01-16

Wie heize ich Hof und Stall? Das sind Alternativen zu Heizöl und Gas

Fossile Brennstoffe wie Heizöl und Gas sind stark im Preis gestiegen und steigen wohl weiter. Hinzu kommen Unsicherheitsfaktoren in der Versorgung, die Haus- und Hofbesitzer dazu bringen, über geeignete Alternativen nachzudenken.

Dringend suchen, insbesondere Landwirte oder Besitzer von Resthöfen, kostengünstige Heizsysteme, die in der Lage sind, die oftmals in die Jahre gekommenen Gebäude, warm zu halten.

Fakt ist, dass die Preise für Heizwärme sich auch langfristig auf einem höheren Niveau bewegen werden, als wir es bisher gewohnt waren. Deshalb ist ein Umdenken gefragt.

Flüssiggas kann Alternative zu Erdgas sein

Strom- und Gaspreise für das kommende Jahr (Preise in der Grundversorgung) können stark schwanken. Der Heizölpreis ist nur schwerlich vorherzusagen, wird aber wohl auch auf hohem Niveau bleiben.

Bisher unwirtschaftliche Verfahren müssen überprüft werden und können in den Bereich der rentablen Versorgung rücken. Beispielsweise kann Flüssiggas momentan noch eine preislich interessante Alternative zu Erdgas sein. Zumal die technische Umrüstung ohne großen Aufwand, je nach Anlagenbauart, realisierbar ist.

Biogasanlagen prüfen

Aber auch hier ist damit zu rechnen, dass der Preis zukünftig noch steigen wird. Der Ausbau von Wärmenetzen zur Optimierung der Wärmenutzung bestehender Biogasanlagen, die über Überschusswärme verfügen, sollte geprüft werden.

Zur Unterstützung dieser Anlagen in dörflichen Wärmenetzen, können auch z.B. groß dimensionierte Hackschnitzelanlagen eingesetzt werden.

Im landwirtschaftlichen Bereich muss zwischen der Wohngebäudeheizung und der Beheizung von Ställen unterschieden werden. Während der Bedarf an Wohnwärme noch, zumindest kurz- oder mittelfristig, durch Einzelfeuerungen oder bivalenten Wärmepumpen gedeckt werden kann, ist der Wärmebedarf bei der Aufzucht von Jungtieren häufig so hoch, dass höhere Preise für die Heizenergie Wirtschaftlichkeit des Betriebszweiges infrage stellen können.

Holzhackschnitzel: Waldbesitzer hier im Vorteil

Als Alternative zu Öl und Gas bieten sich hier momentan häufig nur Holzhackschnitzelfeuerungen an. Waldbesitzer sind bei diesen Anlagen im Vorteil. Hier scheint die langfristige Energieversorgung gesichert, weil der benötigte Brennstoff laufend nachwächst.

Zwar lässt das Umweltbundesamt (UBA) häufig Kritik gegenüber Holzheizungen wegen zu hoher Feinstaubbelastungen verlauten, dem UBA ist bislang aber offensichtlich entgangen, dass mit modernen elektrostatischen Filtern, die Feinstaubemissionen der Anlagen auf ein Minimum reduzieren können. Filter werden aber bisher nur für hochwertige Feuerungen, also Kessel für Scheitholz, Hackschnitzel und Pellets entwickelt und eingesetzt.

Die in Deutschland betriebenen etwa zwölf Millionen Einzelfeuerungen wie Kamin- und Kachelöfen werden bisher nicht überwacht, emittieren große Mengen Feinstaub und fallen somit zurecht in die Bedenken des UBA. Hier müsste zukünftig eine Berücksichtigung im Bundesimmissionsschutzgesetz erfolgen.

Andere Brennstoffe: Getreidestroh oder Chinaschilf

Neben Holz werden vermehrt wieder andere Brennstoffe wie Getreidestroh oder Chinaschilf (Miscanthus) erwähnt. Holz ist mit Abstand der problemloseste Biobrennstoff, den wir haben. Bei allem anderen muss höherer technischer Aufwand betrieben werden, um es umweltfreundlich zu verbrennen.

Heizungsinstallateure empfehlen häufig Wärmepumpen, die als Niedertemperatursysteme bestens für gut wärmegedämmte Neubauten mit großen Heizflächen wie Fußbodenheizungen geeignet sind. Wenn die für den Betrieb elektrische Energie dann noch weitgehend über eine eigene PV-Anlage mit Elektrospeicher erzeugt wird, entsteht ein nahezu optimales Konzept.

Man sollte allerdings beachten, dass der höchste Stromverbrauch im Winter vorliegt, dann, wenn wenig Sonnenenergie vorhanden ist. Es muss also trotzdem Strom aus dem Netz bezogen werden. Ebenso sollten bei Speichersystemen die genauen Gesamtkosten berücksichtigt und auf Wirtschaftlichkeit geprüft werden.

Wärmepumpen: bivalente Luft-/Wasserwärmepumpen empfohlen

Bestehende, ältere, landwirtschaftliche Wohnhäuser und deren Anlagen, benötigen im Winter häufig Heizungsvorlauftemperaturen, die oberhalb von 55 °C liegen und von Wärmepumpen nicht oder nur mit sehr schlechten Wirkungsgraden (Leistungsziffern) bereitgestellt werden können.

Mittlerweile gibt es aber Hochtemperaturwärmepumpen, die sich für diese Anwendungsgebiete eignen können. Eine Studie des Fraunhofer ISE zeigt, dass Wärmepumpen auch in Bestandsgebäuden erfolgreich eingesetzt werden können, letztendlich aber Einflussfaktoren wie das „energetische Niveau und das installierte Wärmeübergabesystem“ ausschlaggebend sind.

Oftmals werden bivalente Luft-/Wasserwärmepumpen empfohlen, die in Kombination mit z.B. den bestehenden Öl- oder Gasfeuerungen betrieben werden können. Die Wärmepumpe kann dann, je nach Auslegung und Verhältnissen 70 bis 80 % des Heizenergiebedarfes decken, während der Spitzenbedarf im Winter über die vorhandene Anlage gedeckt wird.

Solaranlagen: Strom als Heizenergie nutzen

Bei den derzeitigen Einspeisevergütungen für Strom aus neu installierten Photovoltaik- Anlagen nach dem EEG 2023 von 0,06 bis 0,08 €/kWh kann der erzeugte Strom als Heizenergie genutzt werden. Warmwasserbereitung mittels PV ist eine gute Möglichkeit den Eigenstromverbrauch zu steigern und damit die Rendite einer PV-Anlage zu erhöhen.

Technisch umsetzbar ist die Brauch- und Warmwassererwärmung beispielsweise mit einem Heizstab bzw. einer Heizpatrone im Warmwasserspeicher, durch die Installation einer Warmwasser-Wärmepumpe, oder durch die Nutzung vorhandener Durchlauferhitzer und Boiler mit integriertem Speicher. Diese Techniken können allerdings nur effektiv arbeiten, wenn die PV-Anlage auf dem Dach tatsächlich einen Stromüberschuss produziert.

Thermische Solaranlagen: Auch in Ställen zu finden

Thermische Solaranlagen, also der Einsatz von Kollektoren zur Nutzung der Solarstrahlung, werden meistens zur Brauchwasserbereitung, in Einzelfällen auch zur sommerlichen Beheizung von Wohnräumen oder Stallungen, eingesetzt. Sie werden als bivalente Systeme, parallel zu anderen Heizquellen installiert, da die Solarwärme nicht verlässlich zur Verfügung steht.

Solarthermische Kollektoren sind als Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren ausgelegt, in denen meistens ein Wärmeübertragungsmedium erhitzt wird. Beide Systeme unterscheiden sich im Wirkungsgrad, wobei die Vakuumröhrenkollektoren einen höheren aufweisen, aber auch teurer in der Anschaffung sind.

Thermische Anlagen zu Beheizen von Ferkelnestern

Die meisten thermischen Solaranlagen dienen der Trink- und Brauchwasserbereitung in Wohnhäusern. Häufig kann ein Deckungsgrad der Brauchwasserbereitung von bis zu 60 % erreicht werden, was etwa 8 % des gesamten Heizenergiebedarfes entspricht.

Anlagen, die nebenbei auch zur Raumwärmeunterstützung dienen, müssen insgesamt größer ausgelegt werden, sind gut für Niedertemperatursysteme und Niedrigenergiehäuser geeignet.

Auch Ställe können für thermische Solaranlagen interessant sein. Das Beheizen von Ferkelnestern oder das Bereitstellen von Raumwärme in der Sauenhaltung, ist möglich. Das Beheizen von Geflügelställen oder die Erwärmung von Trink- und Brauchwasser kann über derartige Anlagen zumindest unterstützt werden. Bei der Raumheizung sind auch hier Niedertemperatursysteme vorteilhaft.

Vorhandene Heizsysteme überprüfen lassen, um Energiekosten zu sparen

Für die bevorstehende Heizperiode ist es schwierig noch kurzfristig ein neues Heizsystem zu installieren. Die Anlagenpreise sind hoch, die Anlagenverfügbarkeit eingeschränkt, zudem sind die Installateure ausgebucht.

Energiekosten zu sparen und die Betriebssicherheit der vorhandenen Anlagen zu gewährleisten ist deshalb sehr wichtig. Die vorhandenen Systeme sollten einem Service unterzogen und überprüft werden. Außerdem sollte der persönliche Umgang mit Wärme überdacht werden, um Energiekosten zu sparen.

Quelle: Land & Forst, 04.Oktober 2022

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PV-Freiflächenanlagen können Wert von Agrarflächen stark steigern

Agrarflächen können durch Photovoltaikanlagen ein Vielfaches an Wert gewinnen. Dafür müssen aber alle Stellschrauben passen.

Bis zu zwanzig Mal höher kann die maximale Zahlungsbereitschaft für den Boden bei PV-Freiflächenanlagen sein. Das geht aus dem am Thünen-Institut für Betriebswirtschaft bearbeiteten Projekt „PV-Freiflächenanlagen in der Landwirtschaft“ hervor, dessen erste Ergebnisse nun vorgestellt wurden.

Wie groß die Wertsteigerung ist, hänge allerdings stark von Standort und Größe der PV-Anlage ab, erklärt Thünen-Wissenschaftler Jonas Böhm zu den Projektergebnissen.

Leistung der Anlage muss hoch sein

Wirtschaftlich interessant werden PV-Freiflächenanlage Böhm zufolge in der Regel erst ab einer elektrischen Leistung von rund fünf Megawatt Peak (MWp). Das entspricht einer Flächengröße von sechs Hektar.
Weiteres Problem: Die Entfernung zum Netzanschlusspunkt. Das sei aus wirtschaftlicher Perspektive neben den Materialkosten für den Aufbau einer Anlage meist das größte Hindernis bei PV-Freiflächenanlagen, schildert Böhm.

Tipp: Bebauungspläne checken

Ob eine Anlage überhaupt realisierbar ist, hängt demnach maßgeblich von den jeweiligen Bebauungsplänen ab. Das gelte vor allem dann, wenn Anlagen – wie zunehmend üblich – außerhalb der EEG-Förderung errichtet würden, mahnt Böhm.

Flächenkonkurrenz noch gering

Der Wissenschaftler schätzt die Flächenkonkurrenz auf dem Bodenmarkt durch PV-Anlagen bisher als noch gering ein. Böhms Angaben zufolge sind im Moment 0,1 Prozent der landwirtschaftlich genutzten Fläche in Deutschland mit PV-Freiflächenanlagen bebaut. Zu Konkurrenz könnte es eher regional kommen. Aus Sicht Böhms bieten vor allem Agri-PV-Konzepte die Möglichkeit, die Konkurrenz, um Flächen zu reduzieren.

Die Rechnung für die Zukunft

Falls die aktuellen politischen Ausbauziele realisiert werden und 50 Prozent aller Photovoltaikanlagen auf landwirtschaftlichen Flächen errichtet werden, ist bis 2030 mit einem Anstieg des Flächenanteils mit PV-Anlagen auf 0,8 Prozent zu rechnen, wie Böhm erläutert. Bis 2040 läge die Steigerung demnach bei 1,7 Prozent.
Böhm gibt aber zu bedenken, dass die zukünftige Entwicklung von vielen Faktoren abhängig ist und die errechneten Werte deshalb stark schwanken können.

Quelle: Land und Forst, 19.05.2022