Mit Wärmepumpen Heizkosten sparen und Emissionen senken
FH Münster-Absolvent Janik Budde erhält den Hochschulpreis für seine Bachelorarbeit am Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt
Janik Budde wurde für seine Bachelorarbeit „Wärmepumpen in Stadtquartieren – Untersuchung anhand eines Quartiers in Herne“ am Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt mit dem Hochschulpreis der FH Münster ausgezeichnet. (Foto: FH Münster/Frederik Tebbe)
Münster/Steinfurt/Herne (24. September 2021). 84 Prozent des Endenergieverbrauchs fallen im Gebäudesektor für Raumwärme, Warmwasser, Prozesswärme und -kälte an. Janik Budde, Bachelorabsolvent an der FH Münster, hat in seiner Abschlussarbeit eine Alternative untersucht, die effizient und nachhaltig ist: „Wärmepumpen besitzen die Möglichkeit, für diese Anwendungsbereiche Wärme zur Verfügung zu stellen.“ Deshalb hat er überprüft, welches Potenzial der Einsatz von Wärmepumpen für die Integration in städtische Multi-Energiesysteme in Stadtquartieren hat. Das sind Systeme, in denen verschiedene Energieformen wie Elektrizität, Wärme oder Kälte zusammenkommen. Sein Fazit: Zentrale Wärmepumpen können im untersuchten Beispielquartier die Kohlendioxidemissionen um etwa ein Drittel und die Kosten für die Energieversorgung um acht Prozent senken. Für seine Arbeit „Wärmepumpen in Stadtquartieren – Untersuchung anhand eines Quartiers in Herne“ am Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt (EGU) wurde er mit dem Hochschulpreis der FH Münster ausgezeichnet.
„Ich habe geprüft, welche Auswirkungen Wärmepumpen in Gebäuden im Vergleich zu Erdgasheizungen haben“, erklärt der Absolvent. „In einem weiteren Schritt wurden dem Energiesystem beispielsweise Technologien wie Photovoltaik-Anlagen, Batteriespeicher und Blockheizkraftwerke zugefügt.“ Budde bestimmte das wirtschaftliche Potenzial von Wärmepumpen mit dem am Fachbereich EGU entwickelten „Spreadsheet Energy System Model Generator“ (SESMG). Dieser ermöglicht die Modellierung und Optimierung von Energiesystemen.
Mit dem SESMG modellierte Budde ein virtuelles Stadtquartier bestehend aus sieben Häusern und fügte dort Wärmepumpen, Gasheizungen und Photovoltaikanlagen ein. „Mein Modelldurchlauf hat ergeben, dass Wärmepumpen eine bessere Ergänzung zu Photovoltaikanlagen sind als Batteriespeicher“, resümiert er. „Batteriespeicher würden im Vergleich höhere Kosten verursachen.“ Das System mit Photovoltaikanlagen führte sogar dazu, die Kosten der Energieversorgung im Vergleich zur Erdgasheizung um 19 Prozent und die Kohlendioxidemissionen um 47 Prozent zu senken.
Die Arbeit hat Budde im Verbundprojekt „R2Q“ (kurz für: „RessourcenPlan im Quartier“) durchgeführt. Deshalb fiel auch die Wahl auf die Stadt Herne: „Herne ist Projektpartner“, erklärt er. „Dort werden zwei Stadtquartiere modelliert und optimiert.“ Im Projekt arbeitete Budde bereits in seiner Praxisphase. Während der Bachelorarbeit war er dort als wissenschaftliche Hilfskraft tätig, heute arbeitet der 27-Jährige parallel zu seinem Master im Studiengang Technisches Management als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor für regenerative Energie und Wärmeerzeugung von Prof. Dr. Peter Vennemann zusammen mit dem Promovenden Christian Klemm daran weiter. Vennemann war auch Erstprüfer der Bachelorarbeit. „Die Arbeit ist nicht nur fachlich, sondern auch aus wissenschaftlicher Sicht vorbildlich. Das heißt, sie ist reproduzierbar, auf hochwertigen Informationen beruhend, ergebnisoffen und selbstkritisch“, lobt er.
Zum Thema: Gerade einmal ein Prozent aller Absolvent*innen eines Jahrgangs erhält ihn: den Hochschulpreis. Jedes Jahr kürt das Präsidium gemeinsam mit der Gesellschaft der Freunde der FH Münster e. V. (gdf) auf Vorschlag der Fachbereiche die besten Abschlussarbeiten. Zu den Preisträger*innen des Hochschulpreises 2021 für die besten Arbeiten aus dem Jahr 2020 gehört auch Janik Budde vom Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt. Eine vollständige Übersicht aller gewürdigten Absolventinnen und Absolventen ist im Jahresbericht 2020 ab Seite 54 abrufbar: fh.ms/jahresbericht-20.