Juneau bezieht den größten Teil seines Stroms aus Seen, die eine saubere Wasserkraftquelle bieten. Dadurch ist es besonders umweltfreundlich, elektrifizierte Heizsysteme in der Stadt zu installieren.
Aber um fair zu sein, Juneau liegt am wärmeren Ende des Bundesstaates und neigt nicht dazu, das gleiche glühend kalte Winterwetter zu erleben, das Orte weiter nördlich wie Anchorage oder Fairbanks heimsuchen kann, wo der Einsatz von Wärmepumpen weniger kosteneffektiv sein könnte.
Im Dorf Eklutna, unweit von Anchorage, hat der Elektriker Derek Lampert eine Wärmepumpe gefunden, die mit extremen Temperaturen fertig wird. Er lebt in einem Haus, das er während der Pandemie mit seinem Vater gebaut hat. Die Wände seien 22 Zoll dick, rühmt er sich. Lampert plante das Haus so energieeffizient wie möglich und investierte deshalb in eine SANCO2-Wärmepumpe, die CO nutzt2 für ein Kältemittel. Die Maschine sorgt für Raumheizung und Warmwasserversorgung.
„Wir hatten es bis zu -20 Grad Fahrenheit kalt und es hat immer noch funktioniert“, sagt Lampert. “Ich bekam 135-Grad-Wasser.”
Hohe Effizienz war sicherlich das Ziel von Lampert, und insgesamt ist er mit den Ergebnissen zufrieden. Zumindest finanziell hat sich das gut gedämmte Haus und die Wärmepumpenanlage als vorteilhaft erwiesen. „Die Leute in meiner Nachbarschaft geben mehr aus [than my entire electricity bill] auf Propangas und Heizöl“, sagt Lampert.
Da eine Wärmepumpe jedoch teilweise über längere Zeit Wärme von außen nach innen saugt, kann der äußere Teil der Maschine besonders kalt werden und das Gerät weniger energieeffizient machen. Wärmepumpen sind im Allgemeinen so konzipiert, dass sie sich regelmäßig selbst abtauen, aber Lampert argumentiert, dass sein Modell darin besser sein könnte. Er sagt, dass er eine ziemliche Menge an Reif- und Eisansammlungen rund um die Außenseite seiner Wärmepumpe bemerkt hat, wenn es sehr kalt ist. „Natürlich, je kälter es wird, desto schlimmer wird es. Es hat einfach mit der ganzen Feuchtigkeit zu kämpfen“, erklärt er.
John Miles, ein Sprecher von Eco2 Systems LLC, das die SANCO2-Wärmepumpe herstellt, sagt, dass das aktuelle Modell bis zu –26 Grad Fahrenheit (–32 Grad Celsius) funktioniert. Er fügt hinzu, dass es verschiedene Möglichkeiten gibt, um die Bildung von Reif zu überprüfen, und dass jegliches Eis, das sich bildet, schließlich wegschmelzen wird.
Terry Chapin, ein Ökosystemökologe und emeritierter Professor der University of Alaska, Fairbanks, hat eine Wärmepumpe, stellt jedoch fest, dass sein Modell – das für einen Betrieb bis zu –13 Grad Fahrenheit (–25 Grad Celsius) ausgelegt ist – in den Wintermonaten Probleme hat. „Es hat unseren Stromverbrauch verdoppelt, wenn ich es bei sehr niedrigen Temperaturen verwendet habe“, sagt er. Sinkt die Temperatur unter 0 Grad Fahrenheit, schaltet er stattdessen wieder auf seine Ölheizung um.
Vanessa Stevens, Forscherin für Bauwissenschaften am National Renewable Energy Laboratory in Fairbanks, sagt, dass die neuesten Wärmepumpen zunehmend kälteresistenter sind.
„Wir testen in diesem Frühjahr tatsächlich eine Wärmepumpe in unserem Labor, bei der die Abschalttemperatur –31 Grad Fahrenheit beträgt“, sagt sie. „Das war vor 10 Jahren undenkbar.“
Die Nachfrage in Alaska scheint stark zu steigen, weil Wärmepumpen effizienter und kostengünstiger werden, schlägt sie vor und fügt hinzu, dass es jetzt Unternehmen gibt, die sich ausschließlich auf Wärmepumpeninstallationen spezialisiert haben – eine relativ neue Entwicklung.
Wärmepumpen haben großes Dekarbonisierungspotenzial, aber das hängt vom Kontext ab, sagt Meredith Fowlie, Ökonomin an der UC Berkeley. Sie werden als Klimalösung am vorteilhaftesten sein, wenn sie mit Strom betrieben werden, der überwiegend aus kohlenstoffarmen Quellen erzeugt wird – und wenn sich die Hersteller davon entfernen die am wenigsten klimafreundlichen Kältemittel für Wärmepumpen. Neue Häuser oder Häuser, die ein brandneues Heizsystem benötigen, sollten sich laut Fowlie jetzt standardmäßig für eine Wärmepumpe entscheiden. Aber da sich Wärmepumpen weiter verbreiten, muss es genug gut ausgebildete Handwerker geben, um sie zu installieren, sowie Bauvorschriften, die den Einsatz effizienterer Systeme fördern, sagt Fowlie.
„Es gibt ein Gefühl der Dringlichkeit, das gegen einige der praktischen, pragmatischen Herausforderungen abgewogen werden muss, die wir bewältigen müssen.“