Heizen ohne Gas – Können Wärmepumpen tatsächlich eine Alternative sein?
Mitte März hat die Ampelkoalition ihr 15-Milliarden-Euro-Entlastungspaket verabschiedet, welches unter anderem das 9-Euro-Ticket für den ÖPNV und eine 300 Euro Energiepreis-Pauschale für alle einkommenssteuerpflichtigen Erwerbstätigen beinhaltet. Ebenfalls Inhalt des Pakets ist eine „Wärmepumpen-Offensive“, mit der schon ab 2024, nicht erst ab 2025, jede neu eingebaute Heizung zu 65 Prozent mit erneuerbaren Energien betrieben werden soll (Quelle). Doch kann die Wärmepumpe Gas- und Ölheizungen tatsächlich ersetzen? Wir danken an dieser Stelle auch „Breaking Lab“, der sich zuvor auch schon mit dem Thema beschäftigt hatte:
Wie arbeitet eine Wärmepumpe?
Zunächst sollte geklärt werden, wie eine Wärmepumpe überhaupt funktioniert. Sie wirken im Prinzip wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt und mit viel höherer Leistung. Kühlschränke entziehen ihrem Innenraum Wärme, die sie über die Rückseite an den Raum abgeben. Wärmepumpen hingegen entziehen einer Wärmequelle Energie und wird dadurch auf eine höhere Temperatur „gepumpt“. Die Wärme wird dann an das Heizsystem eines Gebäudes abgegeben.
Sowohl in Kühlschränken als auch in Wärmepumpen wird ein Kältemittel durch vier Einheiten durch einen Kreislauf geführt. Zunächst nimmt das flüssige Kältemittel im Verdampfer die erforderliche Wärme aus der Umgebung auf und wird so gasförmig. Im Verdichter wird das gasförmige Kältemittel unter einen höheren Druck gesetzt, was zusätzlich die Temperatur erhöht. Damit wird das Mittel nun nutzbar. Der Verflüssiger oder auch Kondensator überträgt zum Schluss die Wärme ans Heizungswasser. Bei Kühlschränken wird die Wärme als Abwärme an der Rückwand in den Raum abgegeben. Bei diesem Vorgang kühlt das Kältemittel wieder ab und wird damit wieder flüssig (es kondensiert). In dieser Form wird das Kältemittel wieder in den Verdampfer zurückgeführt, wo der Kreislauf wieder von vorn beginnt.
Die gängigsten Wärmequellen sind die Umgebungsluft, Wärme aus der Erde, dem Grundwasser oder auch Abwärme aus Abluft oder Abwasser. Umgekehrt eignen sich Wärmepumpen auch zum Kühlen. (Quelle)
Sind Wärmepumpen effizient?
Das kommt ganz darauf an. Prinzipiell kann man sagen, dass eine Wärmepumpe mit der Jahresarbeitszahl 3 mit einer Kilowattstunde Strom drei Kilowattstunden Wärmeenergie bereitstellen (Quelle). Die Jahresarbeitszahl sagt – kurzgefasst – aus, wie viel Energie reingesteckt wird und wie viel Energie man dafür erhält. Diese Rechnung ist also eine ziemlich gute. Dadurch, dass die Wärmeenergie aus der Umgebung kommt – selbst bei Temperaturen weit unter 0 Grad enthält die Luft ja Wärmeenergie – verbraucht die Wärmepumpe also wesentlich weniger Strom, als sie letztlich an Wärmeenergie bereitstellt. Allein deshalb hat die Wärmepumpe auch beim heutigen Strommix bereits eine wesentlich bessere Co2-Bilanz als eine Gastherme (Quelle).
Die Effizienz hängt von der Umgebung ab, also in welchem Gebäude die Wärmepumpe steht und welche Temperatur die Umgebung hat. Ist die Umgebungstemperatur sehr niedrig, muss zur Unterstützung der Wärmepumpe noch ein Heizstab „zwischengeschaltet“ werden, was bei modernen Pumpen in unseren Breitengraden allerdings nur sehr selten gebraucht wird. Der funktioniert etwa wie ein Wasserkocher, verringert durch die zusätzliche Energieleistung aber natürlich die Effizienz. (Quelle)
Wie viele Wärmepumpen können in Deutschland verbaut werden und gibt es noch Alternativen?
In einer Studie der Berliner Denkfabrik Agora Energiewende können in Deutschland etwa 60 Prozent aller Wohnflächen mit Wärmepumpen geheizt werden. Zusätzlich könnten fast 30 Prozent des Energiebedarfs im Fernwärmenetz durch Großwärmepumpen ersetzt werden. Die restliche Wärme könnte vor allem aus Biomasse und Solarthermie gewonnen werden, nur noch etwa ein Prozent würde auf Erd- bzw. Biogas fallen. (Quelle, Quelle)
Es ist also prinzipiell möglich, im Großteil aller Wohnungen Wärmepumpen einzubauen und insgesamt quasi komplett klimaneutral zu heizen. Zumindest im theoretischen Szenario einer Studie.
Aber können Wärmepumpen einfach überall eingebaut werden?
Der Einbau von Wärmepumpen ist nicht immer die beste Wahl. Tatsächlich kann das in manchen Fällen auch teuer werden. Die Effizienz unterscheidet sich nämlich je nach Gebäudeart. Wie bereits erwähnt, spielt auch die Umgebung eine große Rolle. Mit modernen Wärmepumpen ist es jedoch möglich, auch hohe Temperaturen von 55 bis 60 Grad Celsius zu erreichen. Spezielle Hochtemperaturwärmepumpen schaffen sogar noch mehr. Die Effizienz lässt jedoch, wenn man stark heizt, sehr zu wünschen übrig. Insgesamt ist das jedoch nicht allzu schlimm, wenn die Wärmepumpe an den wenigen ganz kalten Tagen sehr viel heizt, da sie das in der Regel im Jahresschnitt ausgleichen kann. (Quelle)
Es macht auch einen Unterschied, ob die Wärmepumpe in einem Neubau oder einem Altbau steht. Neu gebaute Häuser haben von vornherein den Vorteil, dass sie in den meisten Fällen besser isoliert sind, sich die Temperatur also besser hält. Außerdem werden oft Fußboden- und Wandheizungen verbaut, die eine sehr große Heizfläche haben, wofür man wiederum nicht so eine hohe Heiztemperatur braucht, um in einem Raum stetig ein angenehmes Raumklima halten zu können. (Quelle)
Fazit: Wärmepumpen werden sich immer mehr lohnen
In bestehenden Häusern haben Wärmepumpen zwar nicht eine so große Effizienz wie in Neubauten, sie arbeiten jedoch trotzdem oft noch effizient genug, um eine gute Alternative zu Gas und Öl zu sein (Quelle). Zu den Kosten lässt sich sagen, dass 2021 der Betrieb einer Wärmepumpe mit einer Effizienz von 3,5 genauso teuer war wie der Betrieb einer Gasheizung, sowohl in sanierten, als auch in unsanierten Wohngebäuden (Quelle). Bei höheren Effizienzen wird es natürlich billiger. Die Anschaffung einer Wärmepumpe ist zwar aktuell noch teurer als eine Gastherme, allerdings schmilzt der Unterschied enorm durch staatliche Förderung (z.b. hier).
Man muss jedoch beachten, dass der Strompreis in Deutschland durch die Abschaffung der EEG Umlage sinken wird und durch Putins Krieg in der Ukraine die Gaspreise wohl noch weiter steigen werden – denn Putin will uns mit Gas unter Druck setzen. Und selbst nach dem Krieg wird der steigende CO2-Preis dafür sorgen, dass Gas immer teurer wird – mit den Einnahmen wird dann wiederum der Strompreis gesenkt. Dadurch könnte Heizen mit Wärmepumpe noch effizienter werden im Vergleich. Am Ende muss der Einbau einer Wärmepumpe gut geplant werden, ansonsten kann es tatsächlich zu hohen Kosten und kalten Wohnungen führen. Perspektivisch werden wir in Zukunft die meisten Gebäude mit Fernwärme oder Wärmepumpen beheizen müssen, um die Klimaziele zu erreichen.
Wo es noch nicht möglich ist, eine Wärmepumpe zu verbauen, lassen sich mit Wärmedämmung und Flächenheizungen schon Vorbereitungen zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Heizen wird billiger und es wird der Einsatz einer Wärmepumpe vorbereitet.
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Artikelbild: Silas Stein/dpa
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