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Warum Wärmeübertrager eine erneuerbare Energie sind
Ralph Berger, Technischer Direktor bei Menerga, erläutert die Komplexität der Debatte über den Status von Wärmeübertragern als erneuerbare Energiequellen und warum die Rolle von Wärmeübertragern in der Nachhaltigkeitsdebatte stärker gewürdigt werden muss.
Nachhaltigkeit
In den letzten Jahren drehte sich die Diskussion um die komplizierte Klassifizierung der erneuerbaren Energien, insbesondere um die Unterscheidung zwischen Wärmepumpen und Wärmetauschern. Dieser Diskurs hält sich hartnäckig und ist geprägt von unterschiedlichen Perspektiven, technischen Nuancen und rechtlichen Abgrenzungen in verschiedenen Regionen.
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Expertenwissen
Ralph Berger, Technischer Direktor bei Menerga, betont in diesem Zusammenhang, dass der Kern der Diskussion in der Definition von erneuerbaren Energien liegt.
Wärmepumpen, eine erneuerbare Energiequelle, nutzen Umgebungsquellen wie Außenluft oder Erdwärme und wandeln sie in eine nutzbare Form zum Heizen oder Kühlen um. Wenn sich die Diskussion jedoch auf Wärmeübertrager verlagert, tauchen Fragen auf.
Eine wichtige Rolle bei der Energierückgewinnung
Ob Rotations- oder Plattenwärmeübertrager, ein Wärmeübertrager funktioniert im Rahmen der Energierückgewinnung. Er ist der Dreh- und Angelpunkt für die Übertragung von Wärme oder Kälte und ermöglicht so Heiz- oder Kühlprozesse. Die thermische Energie, die von einem Luft-Luft-Wärmerückgewinnungssystem an die Zuluft übertragen wird, wird jedoch nicht als regenerative Wärme eingestuft. Wärmepumpen werden als regenerativ definiert, obwohl der Wärmeübertrager eine entscheidende Rolle bei der Energierückgewinnung spielt, die oft bis zu dreimal effizienter ist als bei Wärmepumpen. Die Jahresarbeitszahlen eines Luft/Luft-Wärmerückgewinnungssystems liegen zwischen 12 und 25, während die Jahresarbeitszahlen einer Wärmepumpe zwischen 3 und 6 liegen. Daher wird die Luft/Luft-Wärmerückgewinnung im Gegensatz zur Wärmepumpe als nicht erneuerbar eingestuft.
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Die Feinheiten werden deutlich, wenn man die Wärme- bzw. Kältequelle dieser Systeme betrachtet. Eine Wärmepumpe, die aus natürlich erneuerbaren Quellen gespeist wird, entspricht dem Konzept der erneuerbaren Energien. Das Problem besteht darin, dass nicht die Quelle der Wärmeenergie darüber entscheidet, ob die Wärmeenergie regenerativ ist oder nicht, sondern das System, das die Wärmeenergie nutzbar macht. Wenn eine Wärmepumpe die Abluft aus der Lüftungsanlage eines Gebäudes nutzt, wird die entzogene Wärme zu einer erneuerbaren Ressource, mit der Wasser erwärmt und Heizkessel betrieben werden können.
Dies ist beispielsweise bei Toilettenabluftanlagen der Fall. Diese Geräte haben nur einen Abluftvolumenstrom und nutzen die Abwärme über eine Wärmepumpe zur Trinkwassererwärmung, was als regenerative Wärme eingestuft wird. Die Abgrenzung verschwimmt jedoch, wenn diese Abluftwärme in Plattenwärmeübertragern oder regenerativen Luftsystemen zur Erwärmung der Zuluft genutzt wird.
In einigen Märkten beeinflusst das Temperaturniveau, bei dem die Wärme zurückgewonnen wird, die Einstufung als erneuerbar. Wärmeübertrager arbeiten in der Regel bei niedrigeren Temperaturen als die Quellen, aus denen sie die Energie gewinnen. Diese unterschiedlichen Temperaturniveaus scheinen eine entscheidende Rolle bei der Einstufung erneuerbarer Wärmeenergie zu spielen.
Die Diskussion
Nach dem novellierten Gebäudeenergiegesetz kann Abwärme nur dann als erneuerbare Energie angerechnet werden, wenn sie über eine Wärmepumpe nutzbar gemacht wird, was technisch nicht nachvollziehbar ist. Die Funktion der Wärmerückgewinnung in Lüftungsanlagen ist analog zu der von Wärmepumpen und arbeitet sogar effizienter als diese. Bei der Luft-Luft-Wärmerückgewinnung wird der direkte Wärmestrom von der hohen zur niedrigen Temperatur der beiden Luftströme genutzt. Bei einer Wärmepumpe wird die Wärme über ein Zwischenmedium übertragen, das bei unterschiedlichen Drücken verdampft und kondensiert.
Die Diskussion geht noch weiter, wenn es um Abwärme aus industriellen Prozessen geht. Es stellt sich die Frage, ob ein Wärmetauscher, der die Abwärme eines industriellen Prozesses nutzt, um Frischwasser auf eine Temperatur zu erwärmen, die niedriger ist als die Temperatur der Quelle, als erneuerbare Energie eingestuft werden kann. Das Problem besteht nach wie vor und wird durch die Vielfalt der Anwendungen und Temperaturschwellen noch komplizierter.
Eine wichtige Etappe in der Geschichte der erneuerbaren Energien
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Obwohl die Einstufung der Wärmerückgewinnung als nicht erneuerbar auf der Unterscheidung der Temperaturniveaus beruhen mag, geht die Diskussion mit der Forderung weiter, die Wärmerückgewinnung als erneuerbare Energie zu betrachten, da dies praktische Auswirkungen auf die Zertifizierung, die staatliche Finanzierung und die Bauvorschriften hat.
Der Grund für die Wiederaufnahme der Debatte liegt in den potenziellen Vorteilen, die sich daraus ergeben könnten, sei es bei der Zertifizierung von Neubauten, bei der Änderung der Denkweise, um die Wärmerückgewinnung zur Erfüllung der Quoten für erneuerbare Energien zu nutzen, oder als Vorteil für Planer und Berater.
Die EU-Perspektive
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In Deutschland wird beispielsweise gefordert, dass neue Gebäude zu 65 % mit erneuerbaren Energien betrieben werden, unabhängig davon, ob die erneuerbaren Energien auf der elektrischen oder der thermischen Seite eingesetzt werden. Die Einstufung von Wärmeübertrager als erneuerbare Energie könnte Planern und Beratern von Neubauten helfen, dieses Ziel zu erreichen, da der Mindestwert mit einer Wärmepumpe und Wärmerückgewinnung aus der Lüftung erreicht werden kann
Dies hätte weitreichende Auswirkungen auf ganz Europa. Das Plenum des EU-Parlaments hat am 12. Oktober 2023 die Änderungen der Erneuerbare-Energien-Richtlinie aus Fit for 55 und Repower-EU angenommen, die den Weg für ein verbindliches Erneuerbare-Energien-Ziel von 42 % im Jahr 2030 und schnellere Genehmigungsverfahren unter Berücksichtigung erneuerbarer Energiequellen ebnen.
Es besteht Handlungsbedarf
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In der laufenden Diskussion ist eines klar: Die Einstufung der Wärmeübertrager als nicht erneuerbare Energiequelle muss geändert werden. Denn die Nichteinstufung der Wärmerückgewinnung als erneuerbare Energie führt letztlich zu einer Verschlechterung der Gebäudeeffizienz, da weniger effiziente Verfahren, die als erneuerbare Energie eingestuft werden, einer sehr effizienten Wärmerückgewinnung vorgezogen werden.
Ein Verzicht auf diese Einstufung würde auch der "Technologieneutralität" und den gleichen Wettbewerbsbedingungen widersprechen. In diesem Fall würden Wärmepumpen gegenüber anderen Technologien einseitig bevorzugt. Zu bedenken ist auch, dass Energierückgewinnungssysteme den Heiz- und Kühlbedarf überhaupt erst reduzieren und die erforderliche Wärmepumpenleistung verringern können.
Die Diskussion geht weiter und fordert Experten, politische Entscheidungsträger und Interessengruppen auf, die komplizierten Zusammenhänge zu entwirren und einen einfacheren Weg zu einem einheitlichen Verständnis von erneuerbaren Energien im Zusammenhang mit Wärmeaustauschmechanismen zu finden.
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