Fast 20 % der Schweizer Gebäude werden mit Wärmepumpen beheizt.
Das Bundesamt für Statistik berichtete, dass es 2021 in der Schweiz 1,77 Millionen Wohngebäude und 4,69 Millionen Wohnungen gab. Davon wurden 58 % mit fossilen Brennstoffen wie Öl und Gas beheizt, während 17 % mit Wärmepumpen ausgestattet waren. Der Anteil der Wärmepumpen hat sich seit dem Jahr 2000 vervierfacht. Bezogen auf die Bevölkerung hatte jeder vierte Haushalt eine Gasheizung.
Wärmepumpen beleben die HLK-Branche – Bericht von der Chillventa 2022
Die Chillventa startete am 11. Oktober 2022 in Nürnberg und war die erste Präsenzveranstaltung seit vier Jahren. Führende Hersteller der Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik (HLK&K) präsentierten ihre neuesten Produkte und Technologien auf der Ausstellungsbühne der wunderschönen Altstadt mit ihren farbenprächtigen Bäumen.
Effiziente Schlüsselkomponenten
Die Nachfrage nach effizienten HLK-Systemen (Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Kältetechnik) steigt in Europa weiter an. Grund dafür sind die stark gestiegenen Energiepreise infolge der Energiekrise und die strengeren Energieeffizienzstandards wie Ökodesign zur Dekarbonisierung. Um die Gesamteffizienz der Systeme zu steigern, entwickeln führende HLK-Komponentenhersteller aktiv hocheffiziente Kompressoren, Wärmetauscher und verschiedene elektronische Steuergeräte und setzen dabei auf innovative Technologien. So wurden beispielsweise auf der Chillventa 2022 hocheffiziente Inverter-Kompressoren, magnetgelagerte Schrauben- und Radialkompressoren sowie gasbetriebene Radialkompressoren vorgestellt. Einige dieser Kompressoren haben bereits zu erheblichen Energieeinsparungen in der Prozesskühlung, der Klimatisierung von Fahrzeugen, Wärmepumpen und anderen HLK-Bereichen beigetragen.
Wachstum der Lüftungsanlagen im Einklang mit den Anforderungen an die Raumluftqualität
Die Nachfrage nach Lüftungsanlagen verzeichnet Berichten zufolge ein beispielloses Wachstum. Grund dafür sind die während der anhaltenden Pandemie immer strengeren Anforderungen an eine gesunde Raumluftqualität sowie die gestiegene Nachfrage aus den Bereichen Medizin, Rechenzentren und Wärmepumpen. Vor diesem Hintergrund wurden auf der Chillventa 2022 verschiedene Ventilatoren vorgestellt. Angesichts dieser rasant steigenden Nachfrage leiden Ventilatorenhersteller jedoch häufig unter Lieferengpässen bei Halbleitern und anderen Faktoren.
Boomende ATW-Wärmepumpen
Angesichts der gestiegenen Anforderungen an Klimaschutz und Energieeinsparung sowie der durch die aktuelle Ukraine-Krise ausgelösten Energiekrise hat sich die Europäische Union (EU) verpflichtet, fossile Heizsysteme schrittweise abzuschaffen und Wärmepumpenheizungen zu fördern. Insbesondere Luft-Wasser-Wärmepumpen (ATW) haben sich in Europa als eine der besten Lösungen für die Wohnraumheizung etabliert.
Laut Datenbank erreichte der europäische Markt für ATW-Wärmepumpen im Jahr 2021 ein Volumen von 1,09 Millionen Einheiten, was einem Anstieg von 46,1 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Bis 2025 wird ein Wachstum des europäischen Marktes auf 3 Millionen Einheiten erwartet.
Gestützt auf diese Trends standen auf der Chillventa 2022 zahlreiche ATW-Wärmepumpen für Wohn-, Gewerbe- und Industrieanwendungen im Mittelpunkt. Die meisten führenden Klimaanlagenhersteller aus Japan, Südkorea und China sowie kleine und mittelständische europäische Hersteller stellten Produkte im Bereich der ATW-Wärmepumpen aus.
Kältemittel für ATW-Wärmepumpen – Was sind unsere Ziele?
Das Dekarbonisierungsziel hat den Einsatz von Kältemitteln mit geringerem Treibhauspotenzial (GWP) und natürlichen Kältemitteln beschleunigt. Auf der Chillventa 2022 wurden vermehrt Produkte mit solchen Kältemitteln ausgestellt.
Bei Kompressoren bringen die Hersteller neue Modelle von Kolben-, Dreh-, Scroll-, Schrauben- oder Zentrifugalkompressoren auf den Markt, die mit niedrigerem GWP und natürlichen Kältemitteln arbeiten.
Traditionell wurde in Europa für ATW-Wärmepumpen hauptsächlich das Kältemittel R410A mit hohem Treibhauspotenzial (GWP) verwendet. In den letzten Jahren hat sich jedoch der Wechsel zum Kältemittel R32 mit niedrigerem GWP stetig vollzogen, und es hat sich zum Standardkältemittel entwickelt. Auf der Chillventa 2022 wurden zahlreiche R32-Modelle von ATW-Wärmepumpen präsentiert. Außerdem wurden neue luftgekühlte Kältemaschinen und reversible Wärmepumpen mit R32 vorgestellt.
Darüber hinaus wurden Kompressoren und Kältemaschinen vorgestellt, die Hydrofluorolefin (HFO)-Kältemittel mit niedrigeren GWP-Werten verwenden.
Ein weiteres Highlight waren die mit Propangas (R290) betriebenen ATW-Wärmepumpen, die auf der Chillventa 2022 für großes Aufsehen sorgten. Zahlreiche Hersteller, darunter kleine und mittelständische europäische Unternehmen sowie Erstausrüster (OEMs) aus China, stellten verschiedene Modelle dieser Wärmepumpen vor. Auch ein japanischer Hersteller präsentierte sein neues R290-Modell als Vorführgerät; die Markteinführung in Europa steht kurz bevor.
Um herauszufinden, warum die Zahl der ausgestellten R290 ATW-Wärmepumpen in diesem Jahr stark angestiegen ist, haben wir einige Aussteller befragt.
Laut diesen Interviews wird vermutet, dass mehrere Faktoren für diesen Boom verantwortlich sind. Ein wesentlicher Faktor dürfte das Lizenzsystem für teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) gemäß der F-Gas-Verordnung sein. Die Verordnung sieht eine schrittweise Reduzierung von HFKW vor, wodurch das Inverkehrbringen dieser Gase auf dem EU-Markt mengenmäßigen Beschränkungen unterliegt. Seit dem 1. Januar 2015 gilt für Hersteller und Importeure, die mindestens 100 Tonnen CO₂-Äquivalent an HFKW in loser Schüttung pro Kalenderjahr in Verkehr bringen, eine Quote. Seit 2017 fallen auch in Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen vorgefüllte HFKW unter das Quotensystem. Die HFKW-Quote wird, wie in Abb. 1 dargestellt, schrittweise reduziert.
Darüber hinaus wurden im Vorschlag für die nächste F-Gas-Verordnung, den die Europäische Kommission (EK) im April dieses Jahres vorgelegt hat, die Anwendungsbereiche der Verordnung für Produkte mit Kältemitteln mit einem GWP von 150 oder höher erweitert. Bisher umfasste sie ausschließlich steckbare Raumklimageräte und Wärmepumpen und umfasste nun auch andere in sich geschlossene Klimageräte. Der Geltungsbeginn wurde zudem um drei Jahre vom 1. Januar 2028 auf den 1. Januar 2025 vorverlegt. Sollte der Vorschlag im nächsten Jahr angenommen werden, bleibt den Herstellern nur etwa ein Jahr Zeit, um Produkte zu entwickeln, die den neuen Vorschriften entsprechen.
Darüber hinaus wird in Europa neben der F-Gas-Verordnung auch die Beschränkung der Verwendung von per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) im Rahmen der REACH-Verordnung (Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe) erwogen. Sollte diese Verordnung in Kraft treten, würde die Verwendung von Schwerölen und deren Gemischen erschwert. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass alternative Kältemittel mit einem GWP unter 150 auf natürliche Kältemittel beschränkt bleiben.
Unter diesen Umständen wählten Hersteller, die sich Sorgen um zukünftige Reduzierungen der HFKW-Quoten machen, bereits jetzt niedrige Quoten einhalten oder schnell auf Vorschriften zu Kältemitteln mit einem GWP von 150 oder mehr reagieren wollen, das Kältemittel R290 als geeignetes Kältemittel für ATW-Wärmepumpen. Dies erklärt die große Anzahl an R290-Modellen, die auf der diesjährigen Chillventa ausgestellt wurden. Es ist sehr wahrscheinlich, dass zukünftige ATW-Wärmepumpen natürliche Kältemittel mit niedrigeren GWP-Werten wie R290 verwenden werden.
R290 ist jedoch ein brennbares Kältemittel der Klasse A3 gemäß ASHRAE-Standard 34. Diese Brennbarkeit stellt zweifellos ein erhebliches Problem dar. Europa ist einer der größten Heizungsmärkte der Welt, und strukturelle Veränderungen in diesem Markt erfordern neben Technologie auch Zeit. Jeder Hersteller hat eigene Risikobewertungen durchgeführt und Maßnahmen für R290-Wärmepumpen mit integrierter Kühlung (ATW) umgesetzt. Angesichts der zukünftig steigenden Nachfrage ist ein weiterer Schritt in diese Richtung von Vorteil. Die gesamte Branche wird die Entwicklung verschiedener Vorschriften beschleunigen und die Regierungen beim Infrastrukturausbau unterstützen. Die reibungslose Entwicklung der ATW-Wärmepumpenbranche wird durch die Bereitstellung umweltfreundlicher und sicherer ATW-Wärmepumpen für Anwender und alle an Herstellung, Vertrieb, Installation und Service Beteiligten gewährleistet. Es ist wichtig, dass die Branche gemeinsam Umweltprobleme angeht und gleichzeitig Sicherheitsstandards und -vorschriften entwickelt, um die Markteinführung umweltfreundlicher und sicherer Produkte voranzutreiben.
Ein Leiter eines europäischen Verbandes erklärte, die HLK-Branche stehe vor den Herausforderungen im Zusammenhang mit Kältemitteln und müsse daher vorsichtig vorgehen. Schätzungen zufolge wird die Ausarbeitung entsprechender Vorschriften und die Ausbildung von Ingenieuren mehrere Jahre in Anspruch nehmen.
Welches Kältemittel sollte für ATW-Wärmepumpen verwendet werden? – Dies ist eine wichtige Frage, die sorgfältig geprüft werden muss, um ein gesundes Wachstum von ATW-Wärmepumpen zu gewährleisten, die notwendige Instrumente zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen, zur Energieeinsparung und zum Übergang zu erneuerbaren Energien darstellen.
Chinas Wärmepumpenexporte steigen im ersten Halbjahr um über 60 %
Laut chinesischem Zoll exportierte China von Januar bis Juni 2022 754.300 Wärmepumpen im Wert von 584 Millionen US-Dollar, was einem Anstieg von 65,6 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Im Jahr 2021 belief sich der Exportwert chinesischer Kompressionswärmepumpen auf 779,26 Millionen US-Dollar. Davon entfielen über 50 % auf Wärmepumpen für Schwimmbäder mit einem Exportwert zwischen 2,5 und 3 Milliarden RMB (ca. 343,2 bis 441,9 Millionen US-Dollar), gefolgt von Wärmepumpen für Heizungsanlagen mit einem Exportwert zwischen 1 und 1,5 Milliarden RMB (ca. 137,3 bis 206 Millionen US-Dollar) und Warmwasser-Wärmepumpen mit einem Exportwert zwischen 800 Millionen und 1 Milliarde RMB (ca. 1.098 bis 137,3 Millionen US-Dollar). Es wird erwartet, dass der Gesamtexportwert von Wärmepumpen in diesem Jahr zwischen 8 Milliarden und 10 Milliarden RMB (etwa 1,10 Milliarden bis 1,37 Milliarden US-Dollar) liegen wird.
Das starke Wachstum der Wärmepumpenexporte lässt sich auf zwei Gründe zurückführen. Erstens hat sich das globale Konzept der CO₂-armen Produktion und des Umweltschutzes im Markt etabliert und wirkt als wichtiger Wachstumsmotor für den Ausbau von Wärmepumpen. Viele Länder haben Gesetze verabschiedet, um den großflächigen Einsatz von Wärmepumpen direkt oder indirekt zu fördern. Zweitens hat die durch den Krieg in der Ukraine ausgelöste Energiekrise und der anhaltende Anstieg der Erdgaspreise einen Strukturwandel im Energiesektor vorangetrieben und damit den Wert von Wärmepumpen als alternative Lösung erhöht.
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Veröffentlichungsdatum: 29. November 2022
