Im Zuge der Novellierung des Hamburgischen Klimaschutzgesetzes prüft die BUKEA, ob und unter welchen Bedingungen es sinnvolle Ausnahmen bei der Beschränkung von Stromdirektheizungen gibt. Hierfür beauftragte sie das Hamburg Institut mit der Erstellung eines Gutachtens.
Hintergrund & Aufgabe
Im aktuellen Hamburgischen Klimaschutzgesetz von 2020 ist ein generelles Verbot für den Neuanschluss von Stromdirektheizungen sowie ab 2026 auch für den Austausch und Ersatz von Bestandsanlagen festgelegt. Hintergrund dieser Beschränkung ist in erster Linie, dass die Bereitstellung von Niedertemperaturwärme mit Stromdirektheizungen auf Basis des derzeitigen Primärenergieeinsatzes zur Stromerzeugung mit hohen CO2-Emissionen belastet ist. Zudem stehen mit elektrischen Wärmepumpen deutlich effizientere Technologien für die Elektrifizierung des Wärmesektors zur Verfügung. Konventionelle Stromdirektheizungen müssen für die gleiche Wärmemenge etwa drei- bis viermal so viel elektrische Energie aufwenden wie Wärmepumpen.
Im Zuge der Novellierung des Hamburgischen Klimaschutzgesetzes prüft die Behörde für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft der Freien und Hansestadt Hamburg (BUKEA), ob und unter welchen Bedingungen es sinnvolle Ausnahmen bei der Beschränkung von Stromdirektheizungen gibt. Denkbar wäre dies zum Beispiel für Gebäude mit sehr geringem Wärmebedarf oder Heizsysteme, in denen Stromdirektheizungen lediglich zur Abdeckung der Spitzenlast dienen, während eine Wärmepumpe die Grundlast abdeckt. Ausnahmen sollen dabei nur für Gebäude und Technikkonzepte ermöglicht werden, die die Hamburger Klimaschutzziele trotz des Einsatzes ineffizienter Stromdirektheizungen erreichen.
Das Hamburg Institut wurde beauftragt, Technikkonzepte mit Stromdirektheizungen zu untersuchen, um Mindestanforderungen an eben diese Konzepte im Hinblick auf die Klimaschutzziele zu definieren.
Vorgehen
Im ersten Schritt wurden Referenzsysteme als Bewertungsgrundlage für die nachfolgenden Untersuchungen geschaffen. Dabei wurde für ein Ein- und Mehrfamilienhaus jeweils ein Referenzgebäude definiert, das den Hamburger Wohngebäudebestand bestmöglich repräsentiert. Es wurden konkrete Parameter, wie zum Beispiel die Wohnfläche und das A/V-Verhältnis, festgelegt. Als Hauptwärmeerzeuger wurde im Referenzfall die Wärmepumpentechnologie (Luft-Wärmepumpe) vorausgesetzt, die im Falle einer dezentralen Versorgungslösung die künftig wichtigste Technologie für eine klimaneutrale Wärmebereitstellung darstellt. Zusätzlich wurden ein thermischer Speicher für die Wärmeversorgung sowie eine Photovoltaik-Anlage zur gebäudebezogenen Solarstromerzeugung vorausgesetzt. Diesen Referenzgebäuden wurden Systeme mit Stromdirektheizungen, ebenfalls unterschieden nach Ein- und Mehrfamilienhaus, gegenübergestellt. Neben der monovalenten Wärmeerzeugung wurde außerdem die bivalente Raumwärmebereitstellung mit Luft-Wärmepumpen und Stromdirektheizungen untersucht.
Im zweiten Schritt sollten Anforderungen für Lösungen mit Stromdirektheizungen definiert werden. Hierfür wurden die Untersuchungsergebnisse aus dem ersten Arbeitspaket hinsichtlich der Auswirkungen von Stromdirektheizungen im Zusammenspiel mit den Faktoren Gebäudeeffizienz, gebäudebezogene Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien (Photovoltaik), thermische und elektrische Energiespeicherung und Netzdienlichkeit betrachtet und im Kontext der klimapolitischen Zielsetzung bewertet.
Ergebnis
Die Simulationsergebnisse aus Schritt 1 bestätigten bereits den deutlichen Effizienzvorteil von Wärmepumpen gegenüber Stromdirektheizungen. Die Varianten mit Stromdirektheizungen führten zu deutlich höheren Strombedarfen und daraus resultierenden CO2-Emissionen. Es konnte im Rahmen der Untersuchung keine Anlagenkombination festgestellt werden, die generell einen energetischen und ökologischen Vorteil gegenüber Systemen mit Wärmepumpen aufweist.
Auch im zweiten Schritt ließ sich aus keiner der untersuchten Konstellationen eine grundsätzliche klimapolitische Rechtfertigung für Ausnahmen vom Verbot des Einbaus von Stromdirektheizungen ableiten. Die ineffizientere Technologie steht dem Grundsatz der Energiewende „Efficiency First“ entgegen.
Der massive Ausbau gebäudebezogener Photovoltaik kann den notwendigen Strommehrbedarf von Stromdirektheizungen gegenüber Wärmepumpenlösungen durch hohe Eigenstromquoten zwar aufwiegen, dabei steht der erzeugte erneuerbare Strom durch den Eigenverbrauch jedoch nicht dem Gesamtsystem zur Verfügung. Zusätzlich führt der Einsatz von Stromdirektheizungen während der Heizperiode zu steigenden elektrischen Leistungsbedarfen aus dem öffentlichen Verteilnetz, was auch volkswirtschaftlich in nachgelagerte Mehrkosten resultiert.
Auf Basis der Ergebnisse des Gutachtens lässt sich daher keine klimapolitische Rechtfertigung des Einbaus von Stromdirektheizungen ableiten.
Download
Das Gutachten zur Definition von Ausnahmen bei der Beschränkung der Installation von Stromdirektheizungen wurde im Dezember 2022 im Transparenz-Portal der Stadt Hamburg veröffentlicht.