Im Norden von Minnesota plädieren Early Adopters für Kälte

Aug 17, 2023

Michael Overend passt die Inneneinheit der Wärmepumpe seines Hauses an. Foto von Stephanie Hemphill.

Michael Overend und Lucy Grina lieben es, Besuchern ihr Zuhause zu zeigen, ein bescheidenes Wanderhaus mit vier Schlafzimmern, das 1965 an einer Schotterstraße nördlich von Duluth gebaut wurde.

Der Stolz des Paares beschränkte sich jedoch nicht immer auf eine Sache: die Stromrechnungen.

„Es war uns peinlich, wie viel Wärme aus diesem alten Haus austrat“, sagte Overend. „Und uns war sehr kalt.“

Heute gehört das Paar zu einer kleinen, aber wachsenden Zahl von Hausbesitzern im Norden Minnesotas, die Komfort und Einsparungen durch die Kombination einer energiesparenden Witterungsisolierung mit einem vollelektrischen Heiz- und Kühlsystem, einer sogenannten Wärmepumpe, finden.

Wärmepumpen sind hocheffiziente Zwei-in-Eins-Geräte, die ein Haus sowohl heizen als auch kühlen können, selbst in einem notorisch kalten Klima wie im Norden von Minnesota. Die Technologie wird wahrscheinlich eine Schlüsselkomponente der Klimastrategie des Staates sein, da die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Beheizung von Gebäuden einen erheblichen Beitrag zu den Treibhausgasemissionen des Staates leistet.* Auf Gebäude entfallen 40 % des gesamten Energieverbrauchs in Minnesota.

Obwohl es sich immer noch um eine Nische handelt, erwarten Versorgungsunternehmen, Auftragnehmer und Befürworter, dass sich die Technologie durchsetzen wird, wenn mehr Anreize verfügbar werden und mehr Menschen mit ihren Möglichkeiten vertraut werden.

Für Overend und Grina begann alles mit der Beratung eines Experten zum Bau hocheffizienter Häuser. Sie hatten in ihrem Haus zwei Kinder großgezogen, aber als sie in den Ruhestand gingen, mussten sie entscheiden, ob sie das Haus behalten und seinen Wohnwert verbessern oder woanders kaufen wollten.

Der erste Schritt bestand darin, ein Energieaudit durchführen zu lassen, und dann verstopften die Auftragnehmer Löcher und fügten Isolierung und effiziente Fenster hinzu. Schließlich war das Haus so dicht, dass ein Luftaustauscher installiert werden musste, um die Luft frisch und gesund zu halten. Das ist heutzutage gängige Praxis im energieeffizienten Hausbau.

Als nächstes kam die Wärmepumpe. Die Systeme gibt es schon seit Jahrzehnten, aber ihre Leistung und Effizienz hat sich in den letzten Jahren sprunghaft verbessert. Diese Verbesserungen sowie das wachsende Bewusstsein für den Klimawandel und die Gefahren der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Innenräumen haben in den letzten Jahren dazu beigetragen, den Bekanntheitsgrad des Geräts zu steigern.

Wärmepumpen sind effizienter als Öfen, weil sie keine Wärme erzeugen; Sie transportieren es von einem Ort zum anderen, genau wie Kühlschränke. Das Außengerät sieht im Wesentlichen wie eine Standard-Klimaanlage aus. Es verfügt über eine mit Kältemittel gefüllte Spule und einen Ventilator, der Luft über die Spule bläst. Das Innengerät verfügt außerdem über eine Spule und einen Ventilator. Während sich das Kältemittel durch das System bewegt, setzt ein Kompressor es unter Druck und lässt es dann expandieren, wodurch es zwischen einem Gas- und einem Flüssigkeitszustand wechselt. Dadurch kann es die Wärme im Freien aufnehmen und im Inneren wieder abgeben.

Im Sommer kann das System umgekehrt werden, wodurch die Wärme aus dem Innenraum effizienter abgeführt wird als mit einer herkömmlichen Klimaanlage.

Modernste Wärmepumpen können der Luft auch an sehr kalten Tagen Wärme entziehen. Dies ist auf neuere Kompressoren mit variabler Drehzahl und Inverterantrieb zurückzuführen. Sie sind effizienter, weil sie kontinuierlich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen, um sich an die Heiz- oder Kühllast im Haus anzupassen, anstatt wie die meisten Öfen zu stoppen und zu starten.

Overend sagte, sein System halte das Haus bis zu 20 Grad unter null Fahrenheit warm. Es gibt elektrische Ersatzheizkörper, und das System kann automatisch auf die Ersatzheizkörper umschalten, aber Overend sagte, dass diese kaum jemals eingeschaltet werden.

Overend sagte, das neue System – einschließlich der Entfernung des alten Ofens, der Installation der beiden Wärmepumpen und einiger neuer Rohrleitungen sowie der Hinzufügung des Luftaustauschers und eines neuen Warmwasserbereiters – habe das Paar etwa 25.000 US-Dollar gekostet und den Energieverbrauch des Hauses um 40 % gesenkt. .

Die Einsparungen hängen von der Art des Systems ab, das die Wärmepumpe ersetzt. Hausbesitzer, die auf Propan angewiesen sind, können bis zu 30 % der Heizkosten einsparen; Laut der Air Source Heat Pump Collaborative, einem Projekt des in Minneapolis ansässigen gemeinnützigen Center for Energy and Environment und großer Versorgungsunternehmen des Staates, können diejenigen, die elektrische Widerstandswärme (Fußleisten) nutzen, bis zu 50 % einsparen.

Der Manager der Genossenschaft, Rabi Vandergon, sagte, dass die Rabattanträge für Wärmepumpen im Jahr 2020 während der COVID-19-Pandemie sprunghaft angestiegen seien, da sich immer mehr Menschen auf Heimwerkerarbeiten konzentrierten. Probleme in der Lieferkette hätten den Umsatz etwas gebremst, aber die Zahlen seien dieses Jahr wieder gestiegen, sagte er.

„Wir erwarten einen weiteren Sprung“, sagte Vandergon. „Die Menschen wollen beim Klimawandel helfen, vor allem, wenn es ihren Geldbeuteln nicht schadet.“

Vandergon sagte, die neuen Systeme seien für die Landbewohner, die derzeit über Propan- oder elektrische Fußleistenheizungen versorgt werden, am wertvollsten. Die finanziellen Argumente sind für Erdgaskunden weniger klar, aber er ist begeistert von den Rabatt- und Steuergutschriftsprogrammen, die bald durch das Bundesgesetz zur Inflationsreduzierung und Minnesotas bahnbrechender Energiegesetzgebung für 2023 verfügbar sein werden.

Hausbesitzer können mehr sparen, wenn sie Wärmepumpen mit Dual-Fuel-Programmen einiger Energieversorger kombinieren. Minnesota Power beispielsweise bietet Kunden einen niedrigeren Tarif als Gegenleistung für die Möglichkeit, die Wärmepumpe in Zeiten hohen Energiebedarfs anzuhalten, wodurch das Haus gezwungen wird, auf Ersatzwärme aus einer anderen Quelle umzusteigen.

Begrenzte Forschungsergebnisse und das zunehmende Vertrauen erfahrener Installateure überzeugen Hausbesitzer davon, dass Wärmepumpen in kalten Klimazonen tatsächlich funktionieren können.

Der HVAC-Unternehmer Chad Thompson installiert Wärmepumpen, seit er vor 20 Jahren gleich hinter der Grenze in Superior, Wisconsin, Twin Ports Custom Climate gründete. Er war Zeuge enormer technologischer Verbesserungen und ebenso ermutigender Veränderungen in der Einstellung der Verbraucher.

„Die Fähigkeiten der neuen Einheiten sind in den letzten 10 bis 15 Jahren wahrscheinlich zehnmal besser geworden“, sagte Thompson.

Das Umsatzwachstum erfolgte hauptsächlich durch Mundpropaganda. Während der Pandemie ging es bergauf, sagte Thompson, während die zunehmend heißen und feuchten Sommer in der Region wahrscheinlich auch Interesse geweckt haben. Andere sind durch den Klimawandel und den Wunsch motiviert, die Verbrennung fossiler Brennstoffe zu stoppen.

Nach Angaben der Air Source Heat Pump Collaborative hat sich die Zahl der Anträge auf Rückerstattungen von Versorgungsunternehmen für Wärmepumpen in Minnesota innerhalb von vier Jahren mehr als verdoppelt, von knapp über 2.000 im Jahr 2019 auf 4.600 im Jahr 2022. Laut der Internationalen Energieagentur übertrafen die Verkäufe von Wärmepumpen in den USA im Jahr 2021 die Verkäufe von Erdgasöfen.

Im nordöstlichen Teil des Bundesstaates ist Minnesota Power optimistisch in Bezug auf Wärmepumpen und bietet seit mehreren Jahren Rabatte an. Das Unternehmen veranstaltet jährliche Schulungsveranstaltungen für Auftragnehmer, um von Experten und Herstellern zu lernen, und verlangt von Kunden, dass sie sich an bevorzugte Auftragnehmer wenden, um eine Rückerstattung zu erhalten.

„Wir möchten Kunden dazu ermutigen, elektrische Wärme zu installieren, um etwas zu tun, das hocheffizient ist und sich positiv auf das Stromnetz auswirkt“, sagte Jon Sullivan von Minnesota Power, leitender Mitarbeiter für Kundenprogramme und -dienste. „Diese Technologie hilft uns wirklich auf dem Weg zu 100 % CO2-freier Energie. Dies ist auch für andere Kunden von Vorteil, die den Kraftstoffverbrauch so weit wie möglich reduzieren möchten.“

Nach Angaben des Handelsministeriums von Minnesota verbrauchten die Gebäude in Minnesota im Jahr 2017 40,6 % des gesamten Energieverbrauchs im Bundesstaat. Der Großteil davon stammt aus Haushalten, wo Heizung und Kühlung mehr als die Hälfte der verbrauchten Energie verbrauchen. Trotz Bemühungen zur Effizienzsteigerung steigt der Energieverbrauch in Gebäuden in Minnesota.

Befürworter sagen, der Umstieg auf Elektroautos und -geräte gehöre zu den wirkungsvollsten Maßnahmen, die ein Hausbesitzer im Kampf gegen den Klimawandel ergreifen könne. Denn Strom wird zunehmend aus sauberen Quellen erzeugt. In Minnesota muss bis 2040 der gesamte verkaufte Strom aus sauberer Energie stammen.

Overend und Grina denken über mögliche nächste Schritte nach, darunter ein Elektrofahrzeug und möglicherweise einen Batteriespeicher, der bei Stromausfällen genutzt werden kann.

„Vor zehn Jahren hatte ich keine Hoffnung“, sagte Overend. „Ich dachte, der Klimawandel sei zu groß, als dass irgendjemand – oder für uns alle – ihn lösen könnte. Ich habe gelernt, dass es wirklich Hoffnung gibt. Was wir als Einzelne tun, trägt nur sehr, sehr wenig zum Gesamtbild bei. Aber wir können ein wichtiges Beispiel für unsere Freunde, unsere Familie und unsere Gemeinschaft sein.“

*Korrektur: In einer früheren Version dieses Artikels wurde der Anteil der gesamten Treibhausgasemissionen, der auf die Beheizung von Gebäuden zurückzuführen ist, falsch angegeben.

Dieser Artikel erschien zuerst im Energy News Network und wird hier unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht.

von Stephanie Hemphill, Minnesota Reformer 15. August 2023

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Stephanie Hemphill ist eine freiberufliche Autorin aus Nord-Minnesota.