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Auf den ersten Blick verwirrend: Das Innere einer Wärmepumpe. Ihre Funktionsweise ist aber im Prinzip relativ einfach (Bild zum Vergrößern anklicken).




Mit der Wurst nach dem Schinken werfen: Der energetische Vorteil der Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, die Wärme liefert und dabei mehr Nutzenergie abgibt, als sie verbraucht. Zum Beispiel bringt sie es fertig, eine Heizleistung von 5 Kilowatt abzugeben, obwohl sie nur 1,5 Kilowatt Strom aus der Steckdose bezieht.

Damit scheint die Wärmepumpe einem Grundgesetz der Physik zu widersprechen: Nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik kann Energie weder erzeugt noch verbraucht, sondern allenfalls umgewandelt werden. Die Summe der Energie bleibt sich dabei immer gleich. In der Praxis verringert sich sogar bei jeder Energieumwandlung der Anteil der nutzbaren Energie, weil ein gewisser Teil durch Reibung oder andere Verluste verloren geht.

Eine elektrisch betriebene Maschine zur Erzeugung von Wärme könnte also mit einem Energieaufwand von 1,5 Kilowatt auch höchstens 1,5 Kilowatt Wärme liefern. Gegen die Umwandlung von Strom in Wärme wäre insoweit aus physikalischer Sicht nichts einzuwenden. Daß aber bei dieser Umwandlung mehr als die dreifache Energie herauskommt, ist physikalisch ein Ding der Unmöglichkeit.

Dennoch geht es bei der Wärmepumpe mit rechten Dingen zu: Die Energie, welche sie scheinbar aus dem Nichts herbeizaubert, wird nämlich dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Luft entzogen. Diese Energie ist praktisch unerschöpflich und wird von der Natur gratis zur Verfügung gestellt. Nutzbar wird sie freilich erst durch die Wärmepumpe. Die aufgewendete elektrische Leistung von 1,5 Kilowatt ist deshalb gewissermaßen die Wurst, mit der man nach dem Schinken der Heizleistung von 5 Kilowatt wirft.

Die elektrische Energie für den Betrieb der Wärmepumpe ersetzt in diesem Fall nicht nur eine andere Art von nutzbarer "Endenergie", z. B. Erdgas oder Heizöl, sondern senkt den Verbrauch an Primärenergie. Sie hilft also die Energie-Ressourcen und die Umwelt schonen. In der energiepolitischen Diskussion wird deshalb von "Öko-Watt" gesprochen, um den umweltentlastenden Effekt solcher Stromanwendungen hervorzuheben.