ENERGIES RENOUVELABLES
sol(ID)aires

Immer mehr Schweizer heizen mit Erdwärme
    Die Wärmepumpen-Verkäufe haben 1999 einen erneuten Sprung nach oben gemacht. Mit rund 6500 Wärmepumpen konnte wiederum ein neuer Jahresrekord erzielt werden. Das entspricht einer Zunahme von fast 10% gegenüber dem Vorjahr und einem Marktanteil von rund 40% im Bereich der neu erstellten Einfamilienhäuser. Auch immer mehr Schweizer ersetzen ihre alten Feuerungsanlagen mit den umweittreundlichen Wärmepumpen-Heizungen. Viele dieser Wärmepumpen-Heizungen haben das Erdreich als Energiequelle (Bild 1). Seit Jahren wird in der Schweiz mit Erdwärmesonden die Geothermie zum Heizen mit Wärmepumpen eftizient und zuverlässig genutzt.
Nombre croissant de Suisses se chauffant à l'aide de chaleur prélevée dans le sol
    Les ventes de pompes à chaleur ont continué à augmenter en 1999. Un nouveau record annuel a été atteint, avec quelque 6500 pompes à chaleur. Cela correspond à une augmentation de près de 10% par rapport à l'année précédente et une part du marché d'environ 40% pour les nouvelles maisons individuelles. Les Suisses sont par ailleurs toujours plus nombreux à remplacer leur ancienne installation de chauffage à mazout par un système de chauffage à pompe à chaleur qui respecte l'environnement. Bon nombre de ces systèmes utilisent la chaleur prélevée dans le sol en tant que source d'énergie. En Suisse, on utilise depuis longtemps, de façon efficace et sûre, la géothermie à l'aide de sondes spéciales pour l'alimentation de pompes à chaleur.
Franz Beyeler

Bild 1 Zwischen den beiden Gebäudekomplexen des Eidgenössischen Amtes fúr Messwesen in Wabern bei Bern wird nach Erdwärme gebohrt (Fotos: Franz Beyeler, Bern)

Wärmepumpen sind günstiger geworden
    Dass immer mehr Schweizer nicht nur im Neubau, sondern auch im Umbau und bei Heizungssanierungen auf die saubere Wärmepumpe setzen, hat verschiedene Gründe. In den vergangenen Jahren haben Wärmepumpen grosse technlogische Fortschritte erzielt. Um die Leistungen weiter zu verhessern, werden Wärmepumpen regelmässig im Wärmepumpen-Testzentrum Töss auf Rerz und Nieren geprüft. Zudem sind die Wärmepurnpen generell günstiger geworden - ein wichtiger Investitionsentscheid bei Herrn und Frau Schweizer. Doch auch die höhere Sensibilität der Bevölkerung zugunsten unserer Umwelt ist massgehend. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern Erdöl, Erdgas und Kohle, die bei der Verbrennung Kohlendioxid (C02) in unsere Atmosphäre ausstossen, nutzen Wärrnepurnpen zu mehr als zwei Drittel saubere, einheimische und die sich erneuernden Energiequellen Luft, Wasser und Erdreich. 51% der 1998 neu installierten Wärmepurnpen nutzten Luft als Energiequelle, 40% das Erdreich, 4% Wasser und bei 5% handelte es sich um Einzelraum-Wärrnepurnpen (Luft/Luft). Im Vergleich zum Vorjahr zeigt sich ein kiarer Trend zur vermehrten Nutzung des Erdreichs mittels Sole-Wasser-Anlagen.

60'000 Wärmepumpen in Betrieb
    Nach Schätzung der Fördergemeinschaft Wärmepumpen Schweiz standen Ende 1999 gegen 60'000 Wärmepumpen in Betrieb. Dank der von ihnen produzierten Wárme wurden rund 140'000'000 Liter Heizöl nicht verbrannt, was rund 2% des gesamten Verbrauchs an leichtem Heizöl in der Schweiz ausmacht. Rund zwei Drittel der erzeugten Wärme werden aus der Umwelt gewonnen. Das restliche Drittel oder etwa 500 MWh wurden zum Antrieb der Wärmepumpen in Form von elektrischer Energie eingesetzt, was etwa % des gesamten Stromverbrauchs der Schweiz entspricht.

Die Wärmepumpe nutzt die Wärme aus unserer umgebung
    Um 100% Nutzwärme zu erzeugen, brauchen herkömmliche Heizsysteme mit fossilen Energietrágern rund 110% wertvolle Primärenergie, das heisst Brennstoffenergie (Bild 2). Mit der Verbrennung entstehen Schadstoffe, die unsere Umwelt belasten.
 

Bild 2 Herkömmliche Heizsysteme: rund 110% wertvolle Primärenerqie für 100% Nutzwärme. Bild 3 Wärmepumpe: 100% Nutz- und Heizenergie mit nur rund einem Drittel Antriebsenergie.

Bei der Wärmepumpe dagegen sieht das Verhältnis um ein Vielfaches vorteilhafter aus: 100% Nutz- und Heizenergie werden mit nur rund einem Drittel Antriebsenergie erzeugt (Bild 3). Die Wärmepumpe entzieht der Umgebung Wärme, bringt diese auf eme höhere Temperatur und gibt sie an das Heizsystem ab.

Wärmepumpen nutzen ein praktisch unausschöpfbares Potenzial
    In der Luft, im Erdreich und im Wasser (Grundwasser, Flusswasser, Seewasser) werden enorme Energiemengen gespeichert. Durch Sonneneinstrahlung und Niederschläge erneuern sich diese ständig wieder. Als einziges Heizsystem nutzt die Wärmepumpe die in unserer Umwelt gespeicherte Energie. Zusammen mit der Sonnenenergie und der Geothermie (Erdwärme) bietet sich auch langfristig für die Wärmepumpe ein Potenzial von erneuerbaren Energien, das praktisch grenzenlos ist.

Wärmepumpen reduzieren bereits heute die C02-Emissionen um mindestens 40% gegenüber konventionellen Ölheizungen
    Um die Reduktion der C02-Emissionen zwischen den Heizsystemen zu vergleichen, wurde eine Ökobilanz (Life-Cycle-Analysis) aufgestellt. Darin sind aile Prozessschritte berücksichtigt, also von der Rohstoffgewinnung, der Materialhersteilung, dem Anlagebau bis zum Betrieb und zur Entsorgung. Als Basis wird der heutige Stand der Technik vorausgesetzt:
· Wärmepumpe mit vertikaler Erdsonde (120 m)
· Heizleistung 8 kW
· Jahresarbeitszahl > 3,0
· Ölheizung «Low-NOx» mit Jahresnutzungsgrad 94%
· Gasheizung «Low-Nox», kondensierend, mit Jahresnutzungsgrad 97%.
    Seibst im ungünstigsten Fall reduzieren die Wärmepumpen die CO2-Emissionen um 40% gegenüber konventionellen Heizungen. Mit der steigenden Anzahl Wämepumpen wird dieser Wert im Jahr 2010 über 50% betragen (Bild 4).


Bild 4 Der Vergleich zeigt den Treibhauseffekt auf 100 iahre und die (O2-Reduktion der verschiedenen Heizsysteme Uber den ganzen Lebenszyklus, Basis ist die Olheizung (=100%).

28'000 Wärmepumpen-heizungen haben Erdwärme als Energiequelle
    Nach Aussagen von Rolf Beck, einem ausgewiesenen Fachmann im Bereich der Erdwärmesonden~Bohrungen, sind heute rund 28'000 Wärmepumpen an Erdwärmesonden angeschlossen. Verteilt über die ganze Schweiz, entziehen rund 3'700'000m Erdwärmesonden unserem Erdreich saubere Energie zum Heizen. Nach wie vor der grösste Anteil der Erdwärmesonden-Anlagen sind in den Tiefen bis 120 m anzutreffen (Tabelle I):

    Länge der Sonden               Anteil in Prozent
     < 100m                                     40%
     > 100m<120m                          30%
     > 120m<150m                          20%
     > 150m<300m                          10%
Tabelle I Anteile der Erdwärmesonden-Anlagenlängen (Quelle: Rolf Beck, Frutiger AG, Thun).

    Für das Realisieren dieser Erdwärmesonden-Bohrungen werden zurzeit in der Schweiz insgesamt 23 Bohrgeräte unterschiedlicher Grösse und Konstruktion eingesetzt. Von diesen 23 Geräten können 3 Bohrgeräte auch für Tiefenbohrungen bis >300 m eingesetzt werden. Nach Aussagen von Rolf Beck ist am Markt eindeutig eine Zunahme von Tiefenbohrungen feststellbar. Vermehrt würden grosse Erdwärmesonden-Anlagen mit Wärmepumpen-Heizungen realisiert, die Bestandteil von Energiecontracting- Konzepten sind.

Grösstes Erdwärmesonden-feld der Schweiz
    Der Labor- und Verwaltungsneubau des Eidgenössischen Amtes für Messwesen in Wabern bei Bern hat das grösste Erdwärmesondenfeld in der Schweiz (Bilder 5 und 6). Die Erdwärmesondentechnologie erlaubt, die Erde als grossen Energiespeicher zu nutzen und die Abwärme- und Wärmenutzung des grossen Labor- und Verwaltungsgebäudes zu optimieren. Die Nutzung von Alternativenergie fúr Heizung, Lüftung und Klima stand von Beginn weg zur Diskussion. Nach geologischen Abklärungen entschied die Projektkommission, ein Erdsondenfeld für die «saisonale Zwischenliagerung» von Energie einzurichten. Im Sommer wird die Abwärme aus dem Neubau in der Erde gespeichert, um bei Bedarf im Winter und in der Übergangszeit die so gespeicherte Energie wiederum fürs Heizen zu verwenden. Insgesamt wurden in Wabern 45 Erdwärmesonden zu 100m Länge verteuft.
 

Bild 5 Insgesamt standen drei Bohrgeräte zum Bohren der 45 Erdwärmesonden-löcher im Einsatz. Bild 6 Verlegte Zuleitungen zu den Erdwärmesonden bzw. zun Sammel-schacht. Aufnahme vom 28 m hohen Turm des Eidgenössi-schen Antes für Messwesen.

Die Wärmepumpen-Technologie wird laufend verbessert
    Wärmepumpen gibt es seit mehr als 50 Jahren. Die Technologie ist den Kinderschuhe längst entwachsen, die Kundenzufriedenheit liegt seit Jahren mindestens so hoch wie jene der konventionellen Heizungen, während die Effizienz sich launfend bis auf heute 3.0 erhöhte.
    Standardisierung, technologische Ver-besserungen  und  Systemoptimierung schreiten voran, sodass als unterer Zielwert für das Jahr 2010 ein Wert von 4.0 für die kombinierte  Raumheizung / Warmwasseraufbereitung erwartet werden kann.


Bild 7 Anzahl der geprüften Wärmepumpen.


Literaturquellen
- Antwort des Bundesrates vom 26. Augustt 1998 zum Postulat 98.3207 von 29. April 1998: «Energie 2000. Umgruppierung der Wärmepumpenförderung».
- R. Frischknecht et al.: Ökoinventare für Energiesysteme, 3. Auflage, ETH, Zürich, 1996.
- R. Frischknecht: Der Einfluss des Strommodells auf die Umweltbilanz von Wärrnepunpen, 1998.
- F. Rognon et al.: Wärnepumpe - heute und morgen, Tagungsband der 6. Tagung des Bereiches Umgebungswärme/WKK von 4. Mai 1999 in Burgdorf, BFE, Bern, 1999.
 
Aktuelle Informationen: www.fws.ch

Auf der Homepage der Fördergemeinschaft Wärmepumpen Schweiz FWS haben Bauherrschaften und Baufachleute jederzeit Zugriff auf die neuesten Informationen und Daten zum Thema Wärmepumpen.

lnformationsstelle Wärmepumpen
Fördergemeinschaft Wärmepumpen Schweiz
3000 Bern 16
Tel. 031 352 41 13; E-Mail wp@mkr.ch

4. Nationale Wärmepumpen-Expo
2. bis 4. November 2000, bea expo Bern
Die bereits zum vierten Mal stattfindende Wärmepumpen-Expo ist für Wärmepumpen-Hersteller, -Zulieferanten, Elektrizitätswerke, Fachinstallateure, Beratungsstellen und Fachhochschulen die ideale Plattform, ihre Zielgruppen gezielt und umfassend zu informieren. Im Rahmen einer attraktiven Sonderschau Ökostrom können sich die Besucher zudem über die neuesten Trends und Angebotsformen dieser erneuerbaren und sauberen Energieform informieren. Eine weitere Premiere bildet der grosse und informative Gemeinschaftsstand der Fördergemeinschaft Wärmepumpen Schweiz, der Schweizerischen Vereinigung für Holzenergie und Swissolar.

La pompe › chaleurBulletin des »lectriciens suisses