IEA HPT TCP: Jahresbericht 2024 des IEA Wärmepumpenprogramms

Vorwort

Stephan Renz (Vorsitzender des HPT TCP) befasst sich in seinem Vorwort mit der Bedeutung von Wärmepumpen, deren Vorteile im Vergleich zu alternativen Heiztechnologien sowie der Rolle bzw. Aufgabe des HPT TPC. Er beschreibt kurz die Herausforderungen in der Entwicklung und Implementierung von Wärmepumpenlösungen in diversen Anwendungen, betont zudem das erforderliche Commitment hinsichtlich Effizienz und Nachhaltigkeit entlang der ganzen Wertschöpfungskette, und verweist auf die Beiträge laufender Annexprojekte zur Lösung der Herausforderungen.

Highlights 2024

Wärmepumpen in strategischen Berichten der IEA

Wärmepumpen werden in einigen wichtigen strategischen IEA-Berichten als relevante Technologie im Kontext der globalen Transformation des Energiesystems genannt. Dazu zählen „Energy Technology Perspectives (ETP) 2024" sowie der IEA World Energy Outlook 2024, beide publiziert im Oktober 2024. Zudem veröffentlichte die IEA im März 2024 den Bericht „The Future of Heat Pumps in China", und präsentiert bzw. analysiert dort die aktuelle Marktsituation sowie das Potenzial einer beschleunigten Markteinführung. Als weitere relevante Berichte mit Wärmepumpen-Relevanz werden angeführt: die halbjährlichen Ausgaben des „Clean Energy Market Monitor" mit Analysen der Markttrends 2023 bzw. bis Mitte 2024 sowie „The Future of Geothermal Energy" mit Informationen über den transformativen Einfluss von Wärmepumpen in diesem Segment.

Einführung von und Beitrag zu TCP-Koordinierungsgruppen

2024 wurde ein neuer Mechanismus in der Zusammenarbeit von TCPs in Form von sechs Koordinationsgruppen (CG) eingeführt, um F&E-Arbeiten zu straffen, Methoden zu harmonisieren und Möglichkeiten der Zusammenarbeit zu identifizieren. In diesem Kontext wurde eine eigene Koordinationsgruppe Wärmepumpe eingeführt, der - neben der TCP HP - vier TCPs als aktive Teilnehmer und vier weitere als „Beobachter" beigetreten sind. TCP HPT ist zudem in anderen CGs aktiv (siehe unter „Aktivitäten & Erfolge").

HPT Nationales Expertenmeeting

Im Oktober nahmen 100+ Expertinnen und Experten aus 35+ Ländern am Online-Meeting teil, im Rahmen dessen diverse Projekte und sich in Entwicklung befindliche Projektideen präsentiert und diskutiert wurden.

Neue Projekte

2024 wurden zwei neue internationale Projekte, Annex 65 (Wärmepumpen in der Kreislaufwirtschaft), sowie Annex 66 (Optimiertes Design und Betrieb von Wärmepumpen) gestartet.

Abgeschlossene Projekte

2023 wurden die Arbeiten an drei Projekten fertiggestellt: Annex 54 (Wärmepumpensysteme mit Kältemitteln mit geringem Treibhausgaspotenzial), Annex 57 (Flexibilität durch die Implementierung von Wärmepumpen in Multi-Vektor Energiesystemen und thermischen Netzwerken) und Annex 58 (Hochtemperatur-Wärmepumpen).

Publikation von drei Ausgaben des Heat Pump Technologies Magazin:

• 01/2024: „Wärmepumpen ermöglichen Flexibilität und Sektorkopplung inmitten des Umbaus der Stromnetze und strategischer Investitionen"
• 02/2024: Wärmepumpen für alle: Wie der Arbeitsbereich von Wärmepumpen erweitert werden kann
• 03/2024: Wärmepumpen revolutionieren das Nachrüsten: Skalierung des Einsatzes mit innovativen Lösungen und Überwindung von Hindernissen

Internationale Energieagentur

Die im Kontext der massiven Unterbrechungen der Ölversorgung im Jahr 1974 gegründete Internationale Energieagentur (IEA) arbeitet im Rahmen sog. „Technology Cooperation Programs" kurz TCPs mit Tausenden Expertinnen und Experten aus Regierungen, der akademischen Welt, und der Industrie, die insgesamt 150 Einrichtungen aus 55 Ländern repräsentieren, um Forschung, Entwicklung und Kommerzialisierung von Energietechnologien voranzutreiben.

IEA-Arbeiten über Wärmepumpen im Jahr 2024

Energy Technology Perspectives (ETP) 2024 (Publikation: 10/2024)

Im ETP-Bericht, der – neben Wärmepumpen – fünf weitere Schlüsseltechnologien einer sauberen Energieproduktion - Elektrofahrzeuge, Batterien, Photovoltaik, Windturbinen, und Elektrolyseure umfasst - wird erstmals auch die Herstellung und der Handel mit Komponenten, sowie drei Materialkategorien - Stahl, Aluminium, und Ammoniak (für industrielle als auch kraftstoffbezogene Anwendungen) - mit dem Fokus auf nahezu emissionsfreie Herstellungsverfahren, näher analysiert. Internationaler Handel spielt bei Wärmepumpen kaum eine Rolle. 2023 hatte nur etwa ein Viertel der Wärmepumpeninstallationen Internationalisierungscharakter. Lokale Hersteller kennen die relevanten Normen, Gebäudeanforderungen, Vorlieben der Kund:innen, etc. am besten. Der ETP-Bericht enthält detaillierte Projektionen der Herstellungs- und Handelstrends und untersucht, inwieweit in verschiedenen Regionen zukünftig wettbewerbsfähig Wärmepumpen hergestellt werden können. Die Kosten für Komponenten, speziell für Kompressoren und Wärmetauscher, stellen in allen Regionen den größten Kostenblock dar; sie können aber hinsichtlich verschiedener Wärmepumpentypen und Effizienzklassen beträchtlich divergieren. Hersteller mit eigener Komponentenfertigung bzw. solchen die Größenvorteile nutzen können haben starke Wettbewerbsvorteile.

The Future of Heat Pumps in China (Publikation: März 2024)

Diese Publikation gibt einen Überblick über den Einsatz von Wärmepumpen in China in den Anwendungsfeldern Gebäude, Industrie und Fernwärmeversorgung und untersucht das Potenzial für eine weitere Beschleunigung der Nutzung. Die IEA analysiert in Zusammenarbeit mit der Tsinghua-Universität den politischen Rahmen, historische Energieverbräuche für Heizzwecke sowie Markttrends und prognostiziert das zukünftige Potenzial von Wärmepumpen bis 2050. Dabei werden u.a. die Auswirkungen auf CO₂-Emissionen, Luftverschmutzung, Investitionen, Schaffung von Arbeitsplätzen und Lieferketten näher beleuchtet.

Clean Energy Market Monitor (Publikation: März & November 2024)

Der von der IEA im Jahr 2024 erstmals halbjährlich publizierte Überblick über die Trends auf dem Wärmepumpenmarkt zeigt, dass der weltweite Absatz an Wärmepumpen im Jahr 2022 seinen Höhepunkt erreichte und im Jahr 2023 sowie der ersten Hälfte 2024 mit einer Reduktion der Verkaufszahlen von 10% im Vergleich zum Vorjahr stark rückläufig war. Der globale Trend wurde dabei maßgeblich durch einen starken Absatzrückgang in Europa beeinflusst. Steigende Umsätze in China sowie stabile Trends in den USA und Japan konnten den starken Rückgang in Europa teilweise ausgleichen.

Technisches Arbeitsprogramm (TCP) Wärmepumpentechnologien: strategischer Arbeitsplan 2023-2028

Dieser Artikel beschreibt Vision, Mission, strategische Ziele und Initiativen sowie die prioritären F&E-Themen wie sie im Strategischen Arbeitsplan 2023-2028 formuliert wurden.
Die in 4 Themenfeldern geclusterten F&E Schwerpunkte 2023-2028 umfassen:

• Systemintegration (u.a. Sektorkopplung, Energieeffizienz, Flexibilisierung, Digitalisierung)
• Robuste, nachhaltige & leistbare Wertschöpfungsketten (u.a. verbesserte Leistbarkeit, Kreislaufwirtschaft, Abbau von Marktbarrieren zur Ermöglichung eines Markthochlaufs)
• Erweiterte Betriebsbereiche & Anwendungsfelder (u.a. Erfüllung der Erfordernisse aller Klimazonen, neue Anwendungen, neue Märkte)
• Neue Technologien & Kältemittel (Nicht-traditionelle Wärmepumpentechnologien, Kältemittel und deren Anforderungen)

Zudem werden die 20 am HPT TCT teilnehmenden Länder angeführt. Dazu zählen: Österreich, Belgien, Kanada, China, Tschechische Republik, Dänemark, Finnland, Frankreich, Deutschland, Irland, Italien, Japan, die Niederlande, Norwegen, Südkorea, Spanien, Schweden, Schweiz, das Vereinigte Königreich, und die Vereinigten Staaten von Amerika.

Organisation des HPT TCP

Die Gremien des HPT TCP, das sind das Executive Board, nationale Teams, Annexe/Projekte sowie das Heat Pump Centre werden hinsichtlich ihrer Organisation, Zielsetzungen und Funktionsweise beschrieben. Zudem werden die Verantwortlichen inkl. Name, Verantwortungsbereich und Kontaktdaten präsentiert.

Aktivitäten & Erfolge

In diesem Beitrag wird von den Aktivitäten des HPT TCPs im Jahr 2024 berichtet. Diese umfassen:

• zwei Executive Meetings, die im Frühjahr bzw. Herbst durchgeführt wurden. Hosting Organisationen und Teilnehmer:innen anderer relevanter Organisationen bzw. Projekte wie werden ebenso kurz beschrieben, wie deren Beiträge.
• drei Webinare, im Rahmen derer die finalen Ergebnisse von Annexprojekten präsentiert wurden, und welche in Form von YouTube Aufzeichnungen zur Verfügung stehen:
  - 11.06.2024: Annex 54 „Wärmepumpensysteme mit Kältemitteln mit geringem Treibhausgaspotenzial
  - 06.05.2024: Annex 57 „Flexibilität durch die Implementierung von Wärmepumpen in Multi-Vektor Energiesystemen und thermischen Netzwerken"
  - 23.04.2024: Annex 58 „Hochtemperatur-Wärmepumpen"
• ein WS (Juni), um die im Annex 62 Projekt „Wärmepumpen für Mehrgeschossige Wohnbauten in Städten" entwickelte Lösungsmatrix zu diskutieren;
• zwei digitale WS (März, September), im deren Rahmen Repräsentant:innen der TCP HPT Teilnehmerländer China, Dänemark, Deutschland und Südkorea Informationen über politische Rahmenbedingungen, Märkte, und F&E-Aktivitäten in ihren Ländern teilten und zur Diskussion stellten.
• HPT TCP National Experts Meeting (Online, Oktober) mit 100+ Expertinnen und Experten aus 35+ Ländern und Hauptvorträgen von Vertreter:innen aus den USA, Deutschland, Italien, und China. Zudem wurden. u.a. neue Annexprojekte und in Entwicklung befindliche Vorhaben präsentiert und Ideen für neue Annexprojekte entsprechend den Zielsetzungen des strategischen Arbeitsplans gebrainstormt.

Die weiteren werden folgende Aktivitäten des HPT-Wärmepumpenprogramms kurz beschrieben

• Kommunikationsmaßnahmen: HPT-Magazine, Newsletter, Website, und Social Media
• Zusammenarbeit mit IEA, anderen IEA-Technologieprogrammen und Koordinationsgruppen sowie anderen Internationalen Organisation

15. IEA-Wärmepumpen-Konferenz, Wien 2026

Die 15. IEA-Wärmepumpenkonferenz wird von 26. bis 29.5.2026 in Wien unter dem Titel „Dekarbonisierung durch Innovation" stattfinden. AIT wird dabei als Host Organisation fungieren. Weitere Informationen finden sich auf der Konferenz Website unter https://hpc2026.org/

Forschungsprojekte im Wärmepumpenprogramm

Im Jahr 2024 haben folgende Länder am IEA Wärmepumpenprogramm teilgenommen: Österreich (AT), Belgien (BE), Kanada (CA), Tschechische Republik (CZ), China (CN), Dänemark (DK), Finnland (FI), Frankreich (FR), Deutschland (DE), Irland (IE), Italien (IT), Japan (JP), die Niederlande (NL), Norwegen (NO), Südkorea (KR), Spanien (ES), Schweden (SE), die Schweiz (CH), das Vereinigte Königreich (UK) und die Vereinigten Staaten (US).

Es wurden 11 Annex-Projekte durchgeführt

• Annex 54: Heat pump systems with low GWP refrigerants, Teilnehmer AT, DE, FR, IT, JP, KR, SE, US (2024 abgeschlossen)
• Annex 57: Flexibility by Implementation of Heat Pumps in Multi-Vector Energy Systems and Thermal Networks, Teilnehmer: AT, DE, DK, FR, NL SE (2024 abgeschlossen)
• Annex 58: High Temperature Heat Pumps, Teilnehmer: AT, BE, CA, CH, DE, DK, FR, NL, NO, JP (2024 abgeschlossen)
• Annex 59: Wärmepumpen für die Trocknung, Teilnehmer: AT, CH, DK
• Annex 60: Nachrüstung von Wärmepumpensystemen in großen Nicht-Wohngebäuden, Teilnehmer: UK, AT, IT, NL
• Annex 61: Heat Pumps in positive Energiequartieren, Teilnehmer: AT, DE, JP, CH, US
• Annex 62: Wärmepumpen in Mehrfamiliengebäuden in Städten, Teilnehmer: CN,FR, DE, IT
• Annex 63: Auswirkungen der Platzierung von Wärmepumpen auf die Schallemissionen, Teilnehmer: AT, DE, FR, NL, UK
• Annex 64: Sicherheitsmaßnahmen für entflammbare Kältemittel, Teilnehmer: AT, DE, FR, KR, SE
• Annex 65: Wärmepumpen in einer Kreislaufwirtschaft, Teilnehmer: DE, DK, IT (neuer Annex)
• Annex 66: Optimiertes Wärmepumpen-Design und Betrieb: DE, ES, US (neuer Annex)

Die genannten Annex-Projekte werden im Jahresbericht vorgestellt und es wird über deren Aktivitäten, Fortschritte und Ergebnisse berichtet. Zudem finden sich dort auch die Links zu den Publikationen und jeweiligen Projektwebsites sowie Kontaktdaten der Projektleiter (Operating Agents).

Ausblick

Im Jahr 2025 wird das HPT TCP die Umsetzung des strategischen Arbeitsplans 2023 – 2028 fortsetzen.

Zu den zu erreichenden Ergebnissen für 2025 zählen:

• Verstärkte Kommunikation und verbesserte Reichweite und Wirkung
• Initiativen zu neuen HPT TCP-Projekten im Bereich Komfortkühlung.
• Verbesserte Zusammenarbeit mit anderen Wärmepumpen-TCPs und Unternehmensorganisationen/-verbänden durch die TCP-Koordinierungsgruppen und darüber hinaus.
• Verbesserte Zusammenarbeit mit Regierungsorganisationen in allen Regionen.

Innerhalb der Koordinierungsgruppe Wärmepumpen wurde - mangels einer international geltenden Wärmepumpen-Taxonomie - eine Arbeitsgruppe zur Harmonisierung von Wärmepumpendaten gegründet. Relevante Stakeholder wie Industrieverbände, statistische Organisationen, etc. sind eingeladen, sich dieser Gruppe anzuschließen.

Die Europäische Kommission hat eine Heat Pump Accelerator Plattform gegründet, um alle relevanten Initiativen bzw. Aktivitäten zu „tracken" und gemeinsam Barrieren für eine breite Marktdurchdringung zu überwinden. HPT TCP ist durch das Heat Pump Centre vertreten.

Die gemäß Arbeitsplan 2023-2028 in den HTP TPC Projekten (anstelle von Annex) im Jahr 2025 prioritär zu bearbeitenden Themenfelder umfassen:

• Systemintegration
• Robuste und nachhaltige Wertschöpfungsketten
• Erweitere Betriebsbereiche und Anwendungen
• Neue Technologien und Kältemittel

Im Jahr 2025 sollen folgende neue Projekte unter HPT TCP starten:

• Digitale Dienstleistungen für Wärmepumpen (Follow-up: Annex 56)
• Flexibilität großvolumiger und aggregierter Wärmepumpensysteme (Follow-up: Annex 57)
• Hochtemperatur-Wärmepumpen (Follow-up: Annex 58)
• Wärmepumpen für Wasserstoff und Kohlenstoffabscheidung

Seite 40 des Berichts listet die Publikationen aller Annexprojekte aus 2024 auf. Auf den Seiten 42/43 finden sich Namen und Kontaktdaten der nationalen Delegierten des HPT TCP Executive Committees.

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Jahresbericht 2024 des IEA Wärmepumpenprogramms