Blog

Dec 28, 2023

Über 30 Länder subventionieren mittlerweile Wärmepumpen, weil die Lebenszeitkosten günstiger sind als bei fossilen Heizkesseln

10. Januar 2023 von Josh Gabbatiss Das globale Wachstum bei Wärmepumpen kann Erfolg haben

10. Januar 2023 von Josh Gabbatiss

Der weltweite Zuwachs an Wärmepumpen kann bis 2030 fast 40 % aller möglichen Emissionsreduzierungen beim Heizen bewirken (Der größte Teil des Rests stammt aus der Effizienz, hauptsächlich der Isolierung), sagt die IEA. Dies geht aus ihrem „Announced Pledges Scenario“ (APS) hervor, das davon ausgeht, dass die Regierungen alle von ihnen eingegangenen Klimaverpflichtungen einhalten.Die Beheizung von Gebäuden verursacht ein Zehntel der weltweiten energiebedingten CO2-Emissionen . Die Wachstumsprognose für Wärmepumpen des APS kann dies also tunReduzierung aller energiebedingten CO2-Emissionen um 2 %.Josh Gabbatiss bei Carbon Brieffasst zusammender erste große Bericht der IEA über Wärmepumpen , mit Blick auf das globale Bild und die damit verbundenen Kosten und Vorteile. Für viele, die Wärmepumpen als so teuer ansehen, mag es eine Überraschung seinbereits berücksichtigtrund ein Zehntel der weltweiten Raumwärme . Der Umsatz stieg im Jahr 2021 um 13 % gegenüber dem Vorjahr, mit schnelleren Wachstumsraten von 35 % in der EU.Nordamerikahat die meisten installierten Wärmepumpen undChina hat den größten Markt. Entscheidend ist,Die Emissionen sinken, selbst wenn Wärmepumpen zur Energiegewinnung auf fossile Brennstoffe angewiesen sind , auch in kohlelastigen Netzen wie China. Das ist weilWärmepumpen sind drei- bis fünfmal effizienter als Heizkessel für fossile Brennstoffe . Diese Effizienz führt zu geringeren Lebenszeitkosten und ist daher auf nationaler Ebene wirtschaftlich sinnvoll. Allerdings müssen die einzelnen Haushalte und Gebäudeeigentümer die hohen Vorlaufkosten tragen. DeshalbMittlerweile bieten über dreißig Nationen Subventionen an.

Wärmepumpen sorgen dafürWenn die Länder ihre Pläne umsetzen, werden sie bis zum Ende des Jahrzehnts ein Fünftel des weltweiten Wärmebedarfs decken, so die Internationale Energieagentur (IEA).

In seinemerste globale Bewertung dieser Elektrogeräte, so die Agentur, seien sie entstanden„die zentrale Technologie im globalen Wandel zu sicherer und nachhaltiger Wärme“.

Die IEA kommt zu dem Schluss, dass die Umstellung von Gaskesseln und anderen fossilen Brennstoffen auf Wärmepumpen bis 2030 die jährlichen Treibhausgasemissionen in Höhe des CO2-Ausstoßes Kanadas senken wird.

Vor allem in Europa sind die Verkäufe aufgrund der weltweit überhöhten Gaspreise bereits gestiegen . Sie werden in diesem Jahr Rekordwerte erreichen, da mAlle EU-Staaten gewähren Anreize, um ihre Abhängigkeit von aus Russland importiertem Gas zu verringern, nach seinem Einmarsch in die Ukraine.

Der Bericht konzentriert sich auf die Agentur„Announced Pledges Scenario“ (APS) . Dies setzt voraus, dass die Regierungen alle von ihnen eingegangenen Klima- und Energieverpflichtungen vollständig erfüllen, einschließlich jüngster Zusagen wie der REPowerEU-Strategie zur Reduzierung der Abhängigkeit von russischem Gas.

Dies wird mit denen der IEA verglichen„Stated Policies-Szenario“ (STEPS) , was nur fest etablierte Richtlinien berücksichtigt. Es schaut auch auf die„1,5 °C Netto-Null-Emissionen bis 2050“ (NZE)Szenario.

Die IEA kommt zu dem Schluss, dass Wärmepumpen Emissionen senken, die Energiesicherheit erhöhen und –trotz der Notwendigkeit höherer Vorabinvestitionen – insgesamt Kosten senken, aufgrund des geringeren Verbrauchs fossiler Brennstoffe.

Wärmepumpen erfreuen sich derzeit weltweit großer Beliebtheit. Nach Angaben der IEA wurde dies durch politische Maßnahmen und Anreize im Zusammenhang mit Klimabedenken und hohen Gaspreisen verstärkt.

Rund ein Zehntel des weltweiten Raumwärmebedarfs wurde im Jahr 2021 durch Wärmepumpen gedeckt . Der Verkauf von Wärmepumpen stieg gegenüber dem Vorjahr um 13 %, wobei in der EU schnellere Wachstumsraten von 35 % zu verzeichnen waren.

So wie es steht,In Nordamerika sind die meisten Wärmepumpen installiertUndChina hat den größten Markt, AberDie EU – die seit der Invasion der Ukraine darum kämpft, die Energiebeziehungen zu Russland zu kappen – ist der am schnellsten wachsende Markt.

Die IEA geht davon aus, dass die Umsätze in diesem Jahr als Reaktion auf die globale Energiekrise ein Rekordniveau erreichen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass dies insbesondere zutrifftin Europa, wo in einigen Ländern im ersten Halbjahr im Vergleich zu 2021 bereits eine Verdoppelung des Umsatzes zu verzeichnen war.

Die Verbreitung von Wärmepumpen in Europa ist in kalten Regionen wie z. B. am höchstenNorwegen und Finnland , aufgrund langjähriger staatlicher Unterstützung. Die IEA stellt dies fest„untergräbt das Argument, dass Wärmepumpen für kalte Klimazonen ungeeignet sind“.

Wie die folgende Tabelle zeigt,Polen und Italien, die große finanzielle Anreize zur Förderung der Installation von Wärmepumpen eingeführt haben, verzeichneten im Jahr 2021 Wachstumsraten von mehr als 60 %.

Umsatz und Wachstum von Wärmepumpen in der EU (links) und ausgewählten Mitgliedstaaten (rechts), 2021. Die blauen Balken zeigen die Anzahl der verkauften Wärmepumpen und dieGelbe Punkte zeigen das prozentuale Umsatzwachstumzwischen 2020 und 2021/ QUELLE: IEA

Weltweit stellt der Bericht dies festMittlerweile gibt es in mehr als 30 Ländern Förderungen für Wärmepumpen, die rund 70 % des weltweiten Raumwärmebedarfs in Wohngebäuden decken.

Wärmepumpen haben heute eine Gesamtleistung von mehr als 1.000 Gigawatt (GW). Bis 2030, so die IEA, würde sich diese Leistung durch STEPS auf 2.100 GW verdoppeln, und APS würde zu einem Einsatz von 2.600 GW führen.Der starke Anstieg der STEPS wird auf bedeutende politische Eingriffe wie den Inflation Reduction Act in den USA zurückgeführt.

Dieser Anstieg durch Wärmepumpen, der rund ein Fünftel des Wärmebedarfs im APS abdeckt, ist in der folgenden Grafik ersichtlich. Es zeigt auch dieEs wird erwartet, dass die Expansion des Wärmepumpenmarktes in China im kommenden Jahrzehnt eine wichtige Rolle spielen wird.

Wachstum der Wärmepumpenkapazität in Gebäuden nach Land/Region in den STEPS- und APS-Szenarien bis 2030 im Vergleich zu 2021 / QUELLE: IEA

In einem weiteren Szenario, das im Einklang mit dem Ziel des Pariser Abkommens steht, die globale Erwärmung auf 1,5 °C (NZE) zu begrenzen, beschleunigt sich der Verkauf von Wärmepumpen noch schneller und macht bis 2030 ein Viertel des Wärmebedarfs aus.

Der Bericht betont das Potenzial von Wärmepumpen, die weltweite Abhängigkeit von Gas und anderen fossilen Brennstoffen schnell zu verringern.

So wie es steht,Mehr als ein Sechstel des weltweiten Gasverbrauchs wird für die Beheizung von Gebäuden verwendet . In der EU, die derzeit versucht, sich vom russischen Gas zu entwöhnen, liegt dieser Wert bei einem Drittel.

Die APS schlägt vor, im Rahmen des REPowerEU-Plans die russischen Importe vor 2030 zu drosselnDie Zahl der Wärmepumpen in der EU muss sich verdreifachen, um 45 Millionen Einheiten zu erreichen.

Wenn sich in diesem Szenario der jährliche Wärmepumpenabsatz bis 2030 7 Mio. nähert, würde der Gasverbrauch in den Gebäuden des Blocks laut REPowerEU bis 2030 um 21 Mrd. Kubikmeter (bcm) sinken. Die IEA weist darauf hin, dass dies ungefähr 15 entspricht % der russischen Importe in die EU im Jahr 2021, bevor der Block Schritte unternahm, um seine Beziehungen zu Moskau im Bereich fossiler Brennstoffe zu reduzieren.

Andere Nationen, wie zJapan und Südkorea , sind außerdem stark von importierten fossilen Brennstoffen abhängig. Die folgende Grafik zeigt, wie eine groß angelegte Umstellung auf Wärmepumpen im APS die Energiesicherheit erhöhen würde, indem der Bedarf an Importen fossiler Brennstoffe erheblich gesenkt würde.

Anteil der Gebäudeheizung, der durch importierte fossile Brennstoffe gedeckt wird, nach Brennstoff in ausgewählten Regionen/Ländern im APS bis 2030 im Vergleich zu 2021 / QUELLE: IEA

Insgesamt sinkt laut APS der weltweite Gasverbrauch in Gebäuden bis 2030 um 21 %, wodurch 160 Milliarden Kubikmeter eingespart werden – mehr als die gemeinsame Jahresproduktion des Vereinigten Königreichs und Norwegens im Jahr 2021. Diese Reduzierung bis 2030 ist mehr als dreimal so groß wie in STEPS.

Auch der Verbrauch von Öl und Kohle, die in einigen Ländern wie China und Polen noch immer zum Heizen eingesetzt werden, ist rückläufig. Der Einsatz dieser Brennstoffe für die Raum- und Warmwasserbereitung sinkt im APS um 29 %.

Sowohl bei Gas als auch bei fossilen Brennstoffen im weiteren Sinne ist etwa die Hälfte der Reduzierung des Verbrauchs bis 2030 auf Wärmepumpen zurückzuführen . Der Rest stammt aus Verbesserungen anGebäudeisolierung.

Diese Reduzierungen sind in den folgenden Diagrammen ersichtlich. Die linke Grafik zeigt, wie diese Änderungen die Nutzung von Kohle als Wärmequelle in Gebäuden nahezu auslöschen und auf ein von der IEA als „vernachlässigbar“ bezeichnetes Niveau reduzieren würden.

Das linke Diagramm zeigt die Veränderung des weltweiten Energieverbrauchs für Raum- und Warmwasserbereitung in Gebäuden im APS bis 2030 im Vergleich zu 2021. Das rechte Diagramm zeigt die Veränderung in Exajoule (EJ) bei der Verwendung verschiedener Brennstoffe zwischen 2021 und 2030. DieDunkelblauDie Farbe zeigt den Anteil dieser Änderung an, der auf die Ausdehnung der Wärmepumpe zurückzuführen isthellblauDie Farbe zeigt den Anteil, der auf andere Faktoren zurückzuführen ist, z. B. eine erhöhte Isolierung des Hauses, wodurch der Gesamtenergiebedarf sinkt. / QUELLE: IEA

Während die IEA dies feststelltDie Skalierung von Wärmepumpen bedeute „zwangsläufig“ einen erhöhten Strombedarf, „dieser wird durch die Einsparungen bei fossilen Brennstoffen aufgrund ihrer deutlich höheren Effizienz bei weitem aufgewogen“ . (In der obigen Grafik erhöhen Wärmepumpen den Strombedarf bis 2030 um 2 EJ, senken aber auch den Bedarf an Kohle, Öl und Gas um jeweils etwa 2 EJ.)

Der Wärmepumpen-Ausbau im APS würde „wenig“ zum Strombedarf in „großen Heizregionen“ beitragen Nach Angaben der IEA wird sie bis 2030 etwa 1,5 bis 2,5 % über dem Niveau von 2021 liegen. Es wird jedoch hinzugefügt, dass hierfür möglicherweise noch zusätzliche Investitionen in Kapazität, Kundenanbindung, Verteilnetze und Flexibilität erforderlich sind.

Die Beheizung von Gebäuden verursacht ein Zehntel der weltweiten energiebedingten Kohlendioxidemissionen (CO2). . Die Reduzierung des Einsatzes fossiler Brennstoffe zur Beheizung von Gebäuden geht daher mit einer erheblichen Emissionsreduzierung einher.

Im APS sinken die CO2-Emissionen aus der Gebäudeheizung um 1,2 Milliarden Tonnen (GtCO2), also mehr als ein Viertel.Die groß angelegte Umstellung von Kesseln, die mit Gas und anderen fossilen Brennstoffen betrieben werden, auf Wärmepumpen ist für 500 Mio. t CO2 dieser Reduzierung verantwortlich.

Das sind heute fast 2 % aller energiebedingten CO2-Emissionen. Dies entspricht dem Emissions-Fußabdruck Kanadas im Jahr 2021, stellt die IEA fest.

Entscheidend ist, dass die Emissionen sinken würden, obwohl Wärmepumpen zur Energiegewinnung oft auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe angewiesen sind, auch in kohlelastigen Netzen wie dem chinesischen. Das ist weilWärmepumpen sind drei- bis fünfmal effizienter als Heizkessel für fossile Brennstoffe.

Die Emissionseinsparungen sind auch auf das Austreten von F-Gasen zurückzuführen, starken Treibhausgasen, die bei der Herstellung und Nutzung von Wärmepumpen freigesetzt werden können.

Das schätzt die IEAWärmepumpen senken derzeit die Emissionen um „mindestens 20 %“ im Vergleich zu einer Gasheizung, „selbst wenn sie mit emissionsintensivem Strom betrieben werden“. . Beim Betrieb auf einem saubereren Netz kann dieser Wert auf 80 % ansteigen.

Dies ist in der Abbildung unten zu sehen, die Kanada als Beispiel für ein relativ kohlenstoffarmes Netz und China als eines mit einer höheren Emissionsintensität aufgrund seiner Abhängigkeit von Kohle zeigt.

Die gelben Balken zeigen die Emissionen eines Gaskessels pro gelieferter Wärmeeinheit. Die Emissionen einer Wärmepumpe mit „vollständigem Austritt“ von F-Gasen in die Umwelt sind immer noch weitaus geringer als bei einem Gaskessel. Die grünen Balken zeigen Emissionen von Wärmepumpen, die Kältemittel auf Kohlenwasserstoffbasis (HC) verwenden.

Treibhausgasemissionen pro Megawattstunde (MWh) nutzbarer Wärmeleistung für Gaskessel (gelb) und Wärmepumpen (blau und grün) in Abhängigkeit von verschiedenen Kältemitteloptionen. Die dunkelblauen Balken zeigen relativ hohe Raten an F-Gas-Leckagen an, während die hellblauen und grünen Balken Optionen mit geringeren Emissionen anzeigen / QUELLE: IEA

Die Grafik unten links zeigt die gesamten Emissionseinsparungen durch Raum- und Warmwasserbereitung in Gebäuden im Rahmen des APS. Die mit Strom verbundenen Emissionen sinken, obwohl die Nachfrage nach elektrischer Heizung aufgrund der breiteren Umstellung auf kohlenstoffarme Energie im APS aufgrund von Wärmepumpen steigt.

Die Grafik rechts zeigt, dass Wärmepumpen zwar der Schlüssel zur Emissionsreduzierung im APS sind,Ein Großteil der Einsparungen ist auf Energieeffizienzmaßnahmen in Wohnhäusern zurückzuführen.

Globale CO2-Emissionen aus der Raum- und Warmwasserbereitung in Gebäuden im APS, 2021–2030 / QUELLE: IEA

Hohe Gaspreise haben laut IEA dazu geführt, dass Wärmepumpen im Hinblick auf ihre Betriebskosten deutlich wettbewerbsfähiger gegenüber herkömmlichen Gaskesseln sind.

Bereits vor der globalen Energiekrise hatten Wärmepumpen in vielen Ländern geringere Betriebskosten als Gaskesselund hohe Gaspreise haben diesen Vorteil noch verstärkt, wie die folgende Grafik zeigt.

Die IEA betont, dass für Haushalte mit niedrigem EinkommenDie Einsparungen können 2–6 % ihres Haushaltseinkommens betragen, was bedeutet, dass Wärmepumpen „Energiearmut sinnvoll bekämpfen können“..

Energiekosteneinsparungen in US-Dollar für Haushalte, die in ausgewählten Regionen/Ländern von einem Gaskessel auf eine Wärmepumpe umsteigen, 2021 und 2022 / QUELLE: IEA

Diese geringeren Betriebskosten bedeuten dasBei den Gesamtbetriebskosten konkurrieren Wärmepumpen trotz höherer Installationskosten häufig bereits mit Gaskesseln.

Die folgende Tabelle zeigt die„Niveaukosten“ für Heizung und Kühlung – einschließlich Ausrüstung und Installation sowie Betriebs- und Wartungskosten– zeigt dasLuft-Luft-Wärmepumpen sind in mehreren führenden Heizungsmärkten bereits günstiger als Gasalternativen.

Einige Länder, etwa das Vereinigte Königreich und Kanada, benötigen weiterhin Subventionen, um Wärmepumpen kostenmäßig wettbewerbsfähig zu machen.

Gestaffelte Heiz- und Kühlkosten in US-Dollar pro Megawattstunde (MWh) für Luft-Luft- und Luft-Wasser-Wärmepumpen für Privathaushalte und Alternativen, einschließlich Gaskesseln und Gaskesseln in Kombination mit Klimaanlage, in ausgewählten Ländern, 2021. Die gelben Punkte zeigen die an Auswirkungen von Subventionen auf die gestuften Kosten / QUELLE: IEA

Laut IEA sind Wärmepumpen aus vielen Gründen attraktiver als Gaskessel. Sie sind nicht nur drei- bis fünfmal energieeffizienter, sie sind es oft auchdienen als Klimaanlagen für die 2,6 Milliarden Menschen, die in Regionen leben, die sowohl Heizung als auch Kühlung benötigenbis 2050.

Im Gegensatz dazu ist die IEAlehnt Wasserstoff als kohlenstoffarme Alternative zu Gaskesseln ab . In dem Bericht heißt es, dass es bis 2030 eine „vernachlässigbare Rolle“ im Raum- und Wasserheizbrennstoffmix des APS spielen wird. Darin heißt es:

„Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass Wasserstofftechnologien für den Einsatz in Gebäuden unter Berücksichtigung der mit der Umwandlung, dem Transport und der Nutzung von Wasserstoff verbundenen Energieverluste viel weniger effizient sind als Wärmepumpen und andere verfügbare Optionen.“

Trotz der Vorteile von Wärmepumpen erkennt der Bericht dies anHindernisse, die durch die hohen Vorabkosten entstehen.

Wie die folgende Grafik zeigt, kann die Installation von Luft-Luft-Wärmepumpen in einigen wenigen Ländern bereits günstiger sein als die von Gaskesseln, in den meisten Fällen jedoch laut IEA„Subventionen bleiben der Schlüssel zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von Luft-Wasser- und Bodenquellenanlagen“.

Ausrüstungs- und Installationskosten des günstigsten Modells der wichtigsten Heiztechnologien für Privathaushalte in ausgewählten Ländern, 2022. Die gelben Punkte zeigen die Auswirkungen von Subventionen auf die Kosten / QUELLE: IEA

Insgesamt erfordert das APS a„Enormer Anstieg“ der Ausgaben für Ausrüstung und Installation durch Gebäudeeigentümer – eine Verdreifachung der Investitionen bis 2030 auf 350 Milliarden US-Dollar.

Das ist160 Milliarden US-Dollar mehr als die Kosten für die Installation herkömmlicher Heizsysteme wie Gaskessel , sagt die IEA. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass ein Großteil dieser zusätzlichen Investitionen bereits durch staatliche Anreize gedeckt wird. Darüber hinaus ist dieMehrkosten werden durch Kraftstoffeinsparungen amortisiert:

„Die zusätzlichen Kosten [der Investition in eine Umstellung auf Wärmepumpen] werden durch die wirtschaftsweiten Kraftstoffeinsparungen aufgewogen, insbesondere wenn die globale Energiekrise anhält.“

Im APS,Anstellungin der Wärmepumpenindustrie verdreifacht sich etwa und erreicht im Jahr 2030 1,3 Millionen Arbeitnehmer.

Der Bericht warnt jedoch vor der NotwendigkeitTrainingsprogramme , teilweise durch öffentliche Mittel gedeckt, um sicherzustellen, dass genügend Arbeitskräfte zur Verfügung stehen. Das wird auch vermerktViele relevante Fähigkeiten sind mit der Heizungsindustrie mit fossilen Brennstoffen austauschbar, was bedeutet, dass Menschen umgeschult werden könnten.

Schließlich senkt das APS nicht nur die Treibhausgasemissionen, sondern auchreduziert große Luftschadstoffedas kann schädlich für die Gesundheit der Menschen sein.

Insgesamt kommt die IEA zu dem Schluss, dass dieser Weg zu einer Reduzierung dieser Emissionen um 15–40 % führen und auch andere mit der Kraftstoffverbrennung verbundene Gefahren wie Kohlenmonoxidlecks, Explosionen und Brandgefahr verringern würde.

***

Josh Gabbatissist Klima- und Energiejournalist beiCarbon Brief

Dieser Artikel wird unter einer CC-Lizenz veröffentlicht

Abgelegt unter: Energie, HVAC Markiert mit: Gebäude, China, Effizienz, Emissionen, EU, Heizung, Wärmepumpen, HVAC, IEA, Italien, LCOE, Polen, Subventionen, USA