Sind Wärmepumpen wirklich die Klimaretter?

Egal ob Fußbodenheizung oder Heizkörper

Das liegt daran, dass Wärmepumpen besonders dann ihre Stärke ausspielen, wenn die Heizung das Wasser für den Heizkreislauf weniger stark erwärmen muss, beispielsweise auf 35 Grad Celsius bei einer Fußbodenheizung. Je niedriger diese Vorlauftemperatur ist, desto weniger Heizleistung braucht die Wärmepumpe. Sie überbrückt schließlich immer die aktuelle Temperatur der Wärmequelle bis zum Heizkreislauf.

Grundsätzlich gilt: Je größer die Heizung oder Heizfläche, desto niedriger muss die Vorlauftemperatur sein und desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Bei sehr alten Heizkörpern sind teilweise noch Temperaturen von 80 Grad Celsius nötig und bei Fußbodenheizungen können schon 35 Grad Celsius oder sogar 28 Grad Celsius ausreichen.

Neue Heizkörper statt Fußbodenheizung

Es muss auch nicht zwangsläufig eine Fußbodenheizung sein. Moderne Wärmepumpen können auch weitaus höhere Temperaturen als 35 Grad Celsius bedienen. Trotzdem ist es sinnvoll, über einen Heizkörpertausch nachzudenken. Größere oder moderne Heizkörper können bereits ausreichen und die nötige Vorlauftemperatur halbieren.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat bis 2019 über fünf Jahre lang Dutzende Altbauten mit Wärmepumpen begleitet und die Systeme ausgewertet. Darunter sind Häuser, die bis zu 170 Jahre alt sind, manche davon relativ neu und gut saniert, manche weniger.

Je höher die Jahresarbeitszahl, desto effektiver

Dort konnten alle Wärmepumpen effizient arbeiten und damit Geld und Emissionen einsparen. Sie alle erreichten über den damaligen Zeitraum mindestens eine sogenannte Jahresarbeitszahl von 2,5. Das heißt, übers ganze Jahr gerechnet hat die Anlage pro eingesetzter Kilowattstunde Strom 2,5 Kilowattstunden Wärme erzeugt.

Das ist, muss man heute sagen, okay, aber genügt in der Regel nicht den Ansprüchen und wäre zum jetzigen Zeitpunkt bei den jetzt geltenden Preisen (Mitte 2023) auch nicht günstiger als eine moderne Gasheizung.

Moderne Wärmepumpen sind deutlich effizienter

Heutige Modelle sind jedoch weitaus effizienter, gerade in (teil-)sanierten Gebäuden. Selbst Luft-Wasser-Wärmepumpen erreichen bereits realistische Arbeitswerte von fünf, erzeugen also pro genutzter Kilowattstunde Strom insgesamt fünf Kilowattstunden Wärmeenergie. Das senkt Energiekosten erheblich, gerade im Hinblick auf steigende Gaspreise und aufgrund gesetzlich steigender CO2-Kosten.

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Ob solche Jahresarbeitszahlen vor Ort realistisch sind, lässt sich mit dem Onlinerechner des Bundesverbands Wärmepumpe e. V. selbst prüfen.

Aber: Solange die gesetzlichen Vorgaben es erlauben, sollte jede:r Eigentümer:in zuerst mithilfe eine:r qualifizierten Energieberater:in durchrechnen, ob sich Sanierungsmaßnahmen zeitlebens auszahlen, also solange man eben etwa noch darin wohnt.

Im Internet steht häufig, dass Wärmepumpen zwischen 8.000 und 16.000 Euro kosten. Die tatsächlichen Angebote von Heizungs- und Klimatechnikbetrieben liegen derzeit aber meist weitaus höher. Je nach Hersteller und Größe kann es sogar bis zu 40.000 Euro kosten – wobei aktuell zwischen 30 und seltener 70 Prozent derzeit gefördert werden. Meistens fallen rund 10.000 bis 20.000 Euro an Eigeninvestition an.

Je besser und näher der Aufstellort am Haus ist, desto weniger komplizierte und teure Leitungen müssen gelegt werden. Je geringer der Wärmebedarf, desto kleiner und günstiger kann die Wärmepumpe sein. So gehen aber oft entweder sinnvolle oder nötige Umbau- und Sanierungsmaßnahmen oder eben die Einmalkosten der Wärmepumpe ins Geld. Günstiger wird es rechnerisch dann, wenn sowieso ein Heizungstausch ansteht oder Instandhaltungen am Gebäude anfallen.

Fernwärme für die Städte

Eine weitreichende, aber auch aufwendige Lösung ist ein erweitertes Fernwärmenetz. Hier wird die Heizwärme nicht im Haus selbst erzeugt, sondern in einem Großkraftwerk, an das sehr viele Haushalte angeschlossen sind. Darunter fallen Biomassekraftwerke, Abwärme aus Industrieanlagen oder sogar dem Abwasser, es könnten so auch große Solarkomplexe oder industrielle Großwärmepumpen sein.

Erneuerbare Energie geht gesetzlich auch anders

Grundsätzlich geht es erst mal darum, gemäß Gesetzesvorgaben mit erneuerbaren Energien zu heizen. Das geht auch anders: etwa mit Holz im Kamin oder über Pellet-Geräte. Derzeit stuft die EU auch diese Heizungen als klimaneutral ein. Da für Pellets nur Reste aus der Holzbranche verwendet werden (sollen), ist der Nachschub begrenzt. Damit lässt sich rechnerisch vielleicht ein Zehntel der Heizungen in Deutschland betreiben. Für mehr müsste man Wald roden und das steht aktuell nicht zur Debatte.

Eine Wärmepumpe zusätzlich zur bestehenden Heizung

Erlaubt sind in Zukunft auch Hybridsysteme, bei denen 65 Prozent erneuerbare Energie zum Einsatz kommen. An sich eine gute Sache, denn die meiste Zeit des Jahres und der Heizperiode können Wärmepumpen kostengünstig und effektiv heizen.

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Die Ölheizung oder Gastherme könnte dann nur an besonders frostigen Tagen zusätzlich anspringen. Ein solcher Punkt ist bei Wärmepumpen der sogenannte Bivalenzpunkt. Darunter hat die Wärmepumpe nicht mehr ausreichend Leistung, um das Haus wie gewünscht aufzuheizen. Ohne zusätzliche Gasheizung springt bei Wärmepumpen ansonsten ein zusätzlicher, aber eben deutlich weniger effizienter elektrischer Heizstab an.

Junge Gas- und Ölheizung mit Wärmepumpenbonus

Grundsätzlich lassen sich solche Hybridsysteme von Grund auf neu installieren. Eine Wärmepumpe lässt sich aber auch nachträglich ins Heizsystem integrieren. Das lohnt sich vor allem für Bestandsheizungen, die eigentlich noch eine lange Lebensdauer vor sich hätten, und in Regionen, wo an deutlich mehr Tagen im Jahr sehr kalte Temperaturen herrschen. Trotzdem können solche Wärmepumpenergänzungen dann den Großteil der benötigten Wärmeenergie erzeugen – und das in der Regel kostengünstiger und umweltfreundlicher.

Steht aber sowieso ein Heizungsaustausch an, weil das Modell schon Jahrzehnte alt ist oder Ersatzteile knapp werden, sind Wärmepumpen aus praktischer Sicht in den meisten Fällen und auf längere Sicht die günstigere Anschaffung – auch deshalb, weil die Kosten für fossile Brennstoffe über den EU-Emissionshandel in Zukunft weiter steigen werden.

Die aktuelle Bundesregierung spricht von einem möglichen Anstieg der CO2-Bepreisung bei etwa Erdgas von derzeit 0,6 Cent pro Kilowattstunde auf 1,3 Cent in 2025. Das erhöht aber selbst bei einem Gasverbrauch von etwa 18.000 Kilowattstunden pro Jahr dann diese jährlichen Kosten lediglich von 108 auf 234 Euro – im Vergleich zu den Gesamtkosten ist das ein kleinerer Teil. Solange die alte Heizung, egal ob Öl oder Gas, aber noch zuverlässig arbeitet und der Kilowattpreis stimmt, sollte man für einen irgendwann anstehenden, zukünftigen Heizungstausch sparen.

Die meisten Haushalte heizen noch mit fossilen Brennstoffen

Der Ist-Zustand sieht schließlich noch ganz anders aus: Fossile Heizungen mit Gas oder Öl machten 2018 noch mehr als 75 Prozent aller Heizsysteme in Deutschland aus, rund 50 Prozent davon waren Gasgeräte.

Nullemissionen – ist das möglich?

Klimaneutralität und Nullemissionen bei Gebäuden sind Schlagworte, die für einen Altbau erst mal unmöglich klingen. Es meint aber erst mal nur besonders energieeffiziente und umweltverträgliche Gebäude.

Kurzum: Auch in Zukunft muss natürlich geheizt (und sogar gekühlt) werden, aber die Häuser müssen sparsamer werden – und wenn geheizt wird, dann vor allem über Fernwärme oder Wärmepumpen, denn mit ihnen lassen sich die EU-Vorschriften für energieeffiziente Gebäude einhalten. Aber: Das ist ein Kraftakt und erfordert viele Sanierungsmaßnahmen, die Jahrzehnte in Anspruch nehmen werden.

Wer genauer wissen will, was das konkret bedeutet: In der Anlage 3 der EU-Richtlinie hierzu steht, dass für Kontinentaleuropa selbst bei sogenannten "Nullemissionsgebäuden" (im Privatbereich) für die Wärmeenergie bestimmte Schwellenwerte von <65 kWh/m² pro Jahr erlaubt sind. Das bedeutet konkret: Ein Haus mit 100 Quadratmetern beheizter Wohnfläche darf maximal 6500 Kilowattstunden Energie im Jahr verbrauchen. Ist das realistisch?

Nehmen wir beispielhaft an, das Haus hat einen Wärmebedarf von 12.000 Kilowattstunden im Jahr und eine Wärmepumpe mit einer Jahresarbeitszahl von 3,5. Um das Haus ausreichend aufzuheizen, verbraucht sie demnach 3428 Kilowattstunden Strom.

Je größer und älter das Haus, desto schwieriger wird es

Nun kommt es darauf an, woher der nötige Strom dafür kommt. Bei grundsätzlichem Netzbezug wird der Wert aktuell mal 1,8 (Primärenergiefaktor Strommix) multipliziert. So würde das Haus auf eine Primärenergie von 6170 Kilowattstunden kommen und damit unterhalb der erlaubten 6500 Kilowattstunden liegen. Wird die Wärmepumpe mit eigener Fotovoltaikanlage betrieben, entfällt dieser zusätzliche Rechenschritt, demnach dürfte der Wärme- und Strombedarf sogar höher liegen.

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Je größer der Wärmebedarf pro Quadratmeter, desto effizienter muss die Wärmepumpe laufen. Bei doppeltem Wärmebedarf, also 24.000 Kilowattstunden, der vielen teilsanierten Wohngebäuden in Deutschland entspricht, müsste die Arbeitszahl schon beinahe 7 betragen (aktuell unrealistisch!).  Alternativ müsste der Strombedarf wieder von der eigenen Fotovoltaikanlage stammen, was im Winter so gut wie nie der Fall ist. Dieses Wohngebäude käme um eine weitere Form der Sanierung aktuell nicht herum.

Insofern ist es auf mittelfristige Zeit erst mal nicht möglich, ganz Deutschland klimaneutral zu beheizen. Es wird nach derzeitigem Stand mindestens bis 2040 oder darüber hinaus dauern, um den gesamten Gebäudebestand zumindest so wenig wie nötig zu sanieren sowie neue Heiz- und Fotovoltaiksysteme zu installieren.