Die Klimaziele erfordern eine Abkehr von fossilen Brennstoffen im Gebäudesektor und die Umstellung auf CO2-neutrale Alternativen. Wärmepumpen können diese Anforderungen erfüllen, aber in der Praxis sind noch einige Hürden zu nehmen. Erörterungen zu dieser Technologie mit Fokus auf die Entwicklung in Deutschland.
Seit über die Verschärfung des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) ausgiebig diskutiert wird, sind auch in Deutschland alternative Systeme für Heizung und Warmwasseraufbereitung in der breiten Öffentlichkeit angekommen. In Europa ist die Umstellung auf klimafreundliche Heizungstechnologien in unterschiedlichem Umfang bereits fortgeschritten – stark abhängig vom Engagement der jeweiligen Regierung für den Klimaschutz. So sind in Dänemark Öl- und Gasheizungen in Neubauten bereits seit 2013 verboten, in Frankreich seit 2020, womit eine entsprechende Verbreitung von nicht-fossilen Heizsystemen, vor allem Wärmepumpen, verbunden ist. Die nordischen Länder sind bei der Nutzung dieser Technologie in Europa führend, während Deutschland zu den Nachzüglern zählt.
Anzahl eingebauter Wärmepumpen pro 1000 Haushalte in europäischen Ländern, 2022 (Quelle: European Heat Pump Association, EHPA)
Für eine alternative Wärmeversorgung von Gebäuden kommen neben Wärmepumpen unterschiedliche Technologien infrage, z.B. Holz- oder Pelletheizungen. Dies ist jedoch mit dem Ausstoss von CO2 und Feinstaub verbunden. Eine weitere Möglichkeit ist die Nutzung von Fernwärme. Dazu braucht es allerdings einen lokalen Netzanschluss und wärmeerzeugende Industrieanlagen oder Kraftwerke (inklusive CO2-Neutralität auf lange Sicht). Demgegenüber versprechen Wärmepumpen grösste Flexibilität und Verfügbarkeit, zumal mit Luft, Wasser und Erdwärme verschiedene Medien als «Energiespender» genutzt werden können. Die Technologie bietet Anlagen für den Einsatz in Ein- und Mehrfamilienhäusern bis hin zu lokalen Kraftwerken, die mit der Wärme aus Flüssen oder Seen gespeist werden oder mit Geothermie Erdwärme nutzen können (womit der Weg Richtung Fernwärme beschritten wird).
Luft-Wasser-Wärmepumpen mit grösster Verbreitung
Private Eigentümer und Immobilieninvestorinnen, die sich auf Mehrfamilienhäuser konzentrieren, fokussieren auf kleinere und mittlere Wärmepumpen. Wie die Absatzzahlen in Deutschland für die vergangenen Jahre zeigen, greifen sie dabei zumeist auf das allseits verfügbare Medium Luft zurück.
Absatz von Wärmepumpen in Deutschland nach Gerätetyp (Quelle: Statista / Bundesverband Wärmepumpe e.V.)
Luft-Wasser-Wärmepumpen sind zwar aus technischer und wirtschaftlicher Sicht nicht optimal, weil bei niedrigen Temperaturen der Aussenluft der Wirkungsgrad deutlich nachlässt. Andererseits ist der Einbau von Wärmepumpen, die Grundwasser oder Erdwärme und damit eine Quelle mit konstanter Temperatur nutzen, gerade im verdichteten städtischen Raum bei den einzelnen Objekten häufig nicht machbar. Es fehlt der Platz für die Bohrungen, auch kann Bausubstanz oder Infrastruktur beschädigt werden. Hinzu kommen die grundsätzlich hohen Kosten und die aufwendigen Abklärungen der Boden-/Gesteinsqualität für (Tiefen-)Bohrungen.
CO2-neutrales Heizen möglich
Unabhängig von der genutzten Wärmequelle sind Wärmepumpen wegen ihrer CO2-Neutralität im Betrieb eindeutig attraktiv – unter der Voraussetzung, dass der notwendige Strom mithilfe erneuerbarer Energien erzeugt wird und auch das genutzte Kältemittel ein geringes Treibhauspotenzial aufweist. Dabei lassen sich Wärmepumpen gut mit Photovoltaik-Anlagen kombinieren, um den selbst erzeugten Strom direkt zu verbrauchen. Dadurch wird, zumindest in Deutschland, eine PV-Anlage schneller rentabel als bei einer Einspeisung in das öffentliche Netz.
Weniger attraktiv scheinen auf den ersten Blick die hohen Anschaffungskosten der Geräte im Vergleich zu bisher genutzten fossilen Heizungen. Umfangreiche staatliche Förderungen beim Einbau (in Deutschland aktuell bis zu 40% der Kosten) minimieren jedoch die Aufwendungen. Auf lange Sicht fallen auch die Wartungs- und Betriebskosten geringer aus als bei fossilen Heizungen. Nicht zu vernachlässigen sind zudem Zuschüsse und Sonderstrom-Tarife, die zahlreiche Energieversorger anbieten. Dagegen werden sich fossile Energieträger in den kommenden Jahren durch eine CO2-Bepreisung erheblich verteuern, so dass Wärmepumpen über die gesamte Lebensdauer einer Anlage die kostengünstigere Variante sind.
Verbesserungen bei Technik, Netz und Regulierungen nötig
Einige Nachteile bzw. Einschränkungen einer Wärmepumpe liegen weniger im wirtschaftlichen (Rentabilität) als im technischen Bereich bei der alltäglichen Nutzung. Nach dem aktuellen Stand der Technik können Wärmepumpen in vielen Immobilien ganzjährig als alleinige Quelle für Heizung und Warmwasser eingesetzt werden. In Gebäuden mit hohem Wärmebedarf, z.B. in (historischen) Altbauten, können die Geräte jedoch an sehr kalten Tagen die Spitzenlasten nicht als primärer Wärmeerzeuger bewältigen. Es muss entweder vollelektrisch (zu-)geheizt oder eine weitere Wärmequelle (z.B. Biomasse) ergänzend vorgehalten werden.
Vor allem in verdichteter städtischer Bebauung stören zudem die Schallemissionen. Hier sind schallmindernde oder schallverhindernde Baumassnahmen nötig. Bei älteren Gebäuden muss möglicherweise erst die Dämmung von Aussenwänden und Leitungen verbessert werden, bevor sich eine Wärmepumpe überhaupt wirtschaftlich betreiben lässt.
Schliesslich ist festzuhalten, dass die Kapazitäten im deutschen Stromnetz bislang unzureichend sind und als allgemeines Problem der zunehmenden Elektrifizierung gelten. Wärmepumpen lassen sich deshalb nicht im grossen Stil verwenden, ohne Stromausfälle zu provozieren. Ein Grund mehr, die Netze für eine sichere Stromversorgung zügig auszubauen, auch wenn dies wegen des Mangels an Fachkräften genauso Zeit brauchen wird wie ein massenhafter Einbau von Wärmepumpen.
Swiss Life Asset Managers in Deutschland setzt bei Dekarbonisierung auf Wärmepumpen
Die ökologischen und ökomischen Vorteile, ebenso wie die regulatorischen Rahmenbedingungen, machen Wärmepumpen zu einem zentralen Baustein, wenn es darum geht, den Gebäudestand zu dekarbonisieren. Deshalb ersetzt Swiss Life Asset Managers sukzessive fossil betriebene Heizanlagen in Bestandsimmobilien. Dabei wird im Einzelfall geprüft, ob eine ausschliessliche Versorgung durch eine Wärmepumpe möglich ist. Oder ob die Gebäudesubstanz, vor allem bei Mehrfamilienhäusern, eine Kombination mit einer sekundären, gasbetriebenen Zusatzheizung erfordert, um die Versorgungssicherheit der Mieter und Mieterinnen zu gewährleisten. Dabei ist darauf zu achten, dass bei einer Kombination mindestens 65% durch erneuerbare Energien gedeckt sind; dies sieht die geplante GEG-Reform ab Januar 2024 vor.
Eindeutiger ist die Situation bei eigenen Projektentwicklungen: Beim Neubau von Wohn- und Bürogebäuden in den Grossstädten wird in der Regel Fernwärme eingesetzt. Bei grossflächigen Logistikimmobilien, die vorwiegend ausserhalb der Kernstädte liegen, werden für die Energiegewinnung Wärmepumpen, Photovoltaikanlagen und Energiespeicher genutzt.
Der technische Fortschritt wird die Effizienz und die Einsatzmöglichkeiten von Wärmepumpen in Zukunft weiter erhöhen. Genauso ist auf längere Sicht von einem massiven Ausbau der erneuerbaren Energien und Stromtrassen auszugehen. Aber auch der Gesetzgeber wird tätig werden müssen: Die Regelungen rund um Lärmemissionen oder Abstandsgebote sollten angepasst werden, um eine breite Nutzung von Wärmepumpen zu erreichen, ohne die Lebensqualität der Bewohner und Bewohnerinnen übermässig einzuschränken. Auf lange Sicht werden sich Wärmepumpen als eine effiziente Lösung für die CO2-neutrale Wärmeversorgung etablieren.
