Geschichte der Wärmepumpe
Schon 1824 berichtete der französische Ingenieur Nicolas Léonard Sadi Carnot über ein Verfahren zur maschinellen Erzeugung eines Temperaturunterschieds anhand von Bewegung. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen meldete der österreichische Ingenieur Peter Ritter von Rittinger 1853 das „Abdampfverfahren“ zum Patent an, welches zum Verdampfen der Sole in der Ebenseer Saline dienen sollte. Anlass dazu waren die großen Holzmengen die bis dahin zu diesem Zweck verbraucht wurden. Im Jahr 1857 ging somit die weltweit erste Wärmepumpe in Betrieb. 1912 meldete der Schweizer Ingenieur Heinrich Zoelly das Patent für eine elektrisch angetriebene Erdwärmepumpe an.
In den darauffolgenden Jahren stiegen die Menge und Verfügbarkeit von billigem Öl, weshalb die Erdölheizung in vielen Ländern als Standardsystem eingesetzt wurde. Aufgrund der zweiten Ölpreiskriese von 1979/80, und des damit einhergehenden Preisanstiegs von Öl, nahmen die Entwicklung und der Einsatz von Wärmepumpen an Fahrt auf.
Aktuelle Marktdaten
Im Jahr 1975 wurden nur 10 Wärmepumpen als Heizsystem in Österreich installiert. Nach der zweiten Ölpreiskrise, stiegen diese Zahlen um das 400-fache. Bis zur Jahrtausendwende blieben die jährlichen Installationszahlen zwischen 4.000 und 8.000 Wärmepumpen. In den letzten 20 Jahren stieg die Anzahl der installierten Wärmepumpen rapide an. Vor allem die Heizungsanwendung gewann stark an Bedeutung. Besonders auffällig ist auch der Anstieg der installierten Wärmepumpen von insgesamt 38.354 Anlagen im Jahr 2021 auf 61.546 im Jahr 2022[1]. Hervorzuheben ist ebenso, dass im Jahr 2022 erstmals mehr erneuerbare Heizsysteme eingebaut wurden als fossile. Den 30.000 Gas- und Ölheizungen stehen knapp 90.000 erneuerbare Heizsysteme gegenüber. Davon sind 50.400 Heizungswärmepumpen, 31.060 Biomassekessel und 8.000 Solarthermie-Anwendungen[2].
Wärmepumpen können unterschiedliche Wärmequellen zur Gewinnung von Wärme nutzen:
- Luft/Wasser-Wärmepumpen: Diese Art der Wärmepumpe nutzt Umgebungsluft als Wärmequelle um Heizwasser auf Vorlauftemperatur zu erwärmen.
- Sole/Wasser-Wärmepumpen: Hier werden beispielsweise Rohre oder Kollektoren im Erdreich verlegt und nutzen Erdwärme um Wasser für den Heizkreislauf zu erwärmen. Sie lassen sich auch mit einem Eisspeicher nutzen.
- Wasser/Wasser-Wärmepumpen: Diese Technologie nutzt die Temperatur von Grundwasser um das Heizwasser auf Vorlauftemperatur zu bringen. Grundwasser wird über einen Brunnen entnommen und über einen sogenannten Schluckbrunnen, abgekühlt wieder rückgeführt.
- Direktverdampfung: Bei Wärmepumpen die auf dem Prinzip der Direktverdampfung basieren wird das Kältemittel direkt im Erdreich, beispielsweise mittels Erdkollektoren verdampft. Hierfür ist vergleichsweise viel Fläche nötig, dafür ist der Wirkungsgrad hoch.
- Luft/Luft-Wärmepumpen: Stellen eher eine Spezialanwendung dar und werden beispielsweise in Passivhäusern mit kontrollierter Wohnraumlüftung angewendet. Hier wird die Abluft aus dem Wohnbereich über einen Wärmetauscher genutzt um frische Außenluft zu erwärmen. Bei Nutzung einer Luft/Luft-Wärmepumpe entfällt die Notwendigkeit von Heizkörpern.
[1] Wärmepumpe Austria: https://www.waermepumpe-austria.at/
[2] proPellets Austria; Wärmepumpe Austria; Austria Solar
Laut ENFOS wurden in 2021 in Österreich mehr als 31.000 Heizungswärmepumpen abgesetzt, deren Hauptanteil mit rund 82 % Luft/Wasser-Wärmepumpen halten. 14 % der in 2021 verkauften Heizungswärmepumpen werden als Sole/Wasser-Wärmepumpen betrieben. Wasser/Wasser, Luft/Luft und Wärmepumpen mit Direktverdampfung machen insgesamt 4 % der in 2021 verkauften Heizungswärmepumpen in Österreich aus.
Laut dem Bericht ‚Innovative Energietechnologien in Österreich, Marktentwicklung 2021‘ lässt sich seit 1996 ein klarer Trend, weg von Heizungswärmepumpen mit Direktverdampfung bei gleichzeitigem Anstieg an Luft/Wasser-Wärmepumpen beobachten. Dies kann auf die geringeren Investitionskosten von Luft/Wasser-Wärmepumpen und die oft einfachere Installation im Vergleich zu Grundwasser- und Erdreichwärmepumpen zurückgeführt werden.
Der Trend zum steigenden Absatz von Wärmepumpen ist nicht nur in Österreich zu beobachten. Laut Internationaler Energieagentur (IEA) waren im Jahr 2021 weltweit rund 190 Millionen Wärmepumpen in Betrieb. So tragen Wärmepumpen derzeit ungefähr 10 % zur Deckung des globalen Wärmebedarfs bei. Mit einer Zunahme von 35 % (2021 im Vergleich zu 2020) ist die EU Spitzenreiter in der Zunahme des Absatzes an Wärmepumpen weltweit. Zum Vergleich: In den USA, China und Japan haben die Verkäufe im Jahr 2021 zwischen 13 % und 15 % zum Vorjahr zugenommen[1]. Die steigende Nachfrage lässt sich unter anderem auf ein geändertes Konsumentenbewusstsein und auf die EU-weit gestiegenen Gaspreise zurückführen.