Studie zu Wärmepumpen zeigt: Diese Häuser sind dafür überhaupt geeignet

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Ohne Dämmung der Häuser sind Wärmepumpen nur teuer und ineffizient.
Wärmepumpe, Erneuerbare Energien, Heizen
Tomasz Zajda Virrage Images Inc/Colourbox.de

Als Alternative zur Gas- und Ölheizung empfiehlt Klimaminister Robert Habeck die Wärmepumpe. Eine Studie zeigt aber, dass sie nur dann geeignet sind, wenn sie für gedämmte Häuser die Wärme erzeugen. Genau das ist aber das Problem.

  • Strom effizient nutzen ist die Grundlage für die Wärmewende
  • Einfach eine Wärmepumpe aufzustellen, ist keine sinnvolle Strategie
  • Niedrige Vorlauftemperatur geht nur mit Wärmedämmung

Bis zu sechs Millionen neue Wärmepumpen, 15 Millionen Elektroautos und eine Million Ladepunkte bis 2030 treiben den Strombedarf so richtig in die Höhe. Wenn es kalt ist, droht das Stromnetz zu kollabieren, Blackouts sind nicht auszuschließen. Eine Lösung, um das zu vermeiden, ist es, die Gebäude zu dämmen. Argumente, warum Wärmeschutz bei Häusern und Wärmepumpen zusammen gehören, liefert eine neue Studie des Instituts für Energie und Umweltforschung (ifeu, Heidelberg) und des Forschungsinstituts für Wärmeschutz (FIW, München) im Auftrag des Industrieverbands für Dämmsysteme, Putz und Mörtel (VDPM, Berlin).

Strom effizient nutzen ist die Grundlage für die Wärmewende

Schon im nächsten Jahr 2024 sollen jährlich 500.000 neue Wärmepumpen installiert werden: Jede zweite neue Heizung wäre dann so ausgestattet. Ab dem Jahr 2045, so der Plan aus dem Wirtschafts- und Klimaministerium von Robert Habeck, soll kein Gebäude mehr mit fossilen Energien wie Gas oder Öl heizen. Bis zum Jahr 2030 sollen bereits sechs Millionen elektrische Wärmepumpen installiert sein. Die Industrie bereitet sich auf diese Verkaufszahlen vor und baut entsprechende Kapazitäten auf. Trotzdem sind das ambitionierte Pläne, die alles andere als ein Selbstläufer sind. Wie das Statistische Bundesamt mitteilt, wurden in Deutschland in den ersten drei Quartalen des Jahres 2022 knapp 243.200 Wärmepumpen produziert. 

Die jetzt vorgelegte Studie hat recht, wenn sie schreibt: Wenn diese Initiative nicht am deutlich höheren Stromverbrauch und dem vorhandenen Stromnetz scheitern soll, müssen intelligente Lösungen her. Im Gebäudebereich liegt ein wichtiger Schlüssel für den Abbau von CO₂-Emissionen. Die Synergie zwischen Wärmepumpen und Wärmedämmung ist für die Wärmewende von zentraler Bedeutung. Genau diese gilt es zu heben. Und deshalb der Rat aus der Studie: Ein ausbalanciertes Spannungsdreieck aus Angebot an erneuerbarer Energie, Anlagentechnik und Wärmedämmung der Wohngebäude sei die Grundlage für das Gelingen der mit der Wärmepumpenoffensive eingeleiteten Wende.

Elektrische Wärmepumpen könnten dann die neue Standardtechnologie zum Heizen – nicht nur im Neubau, sondern ebenso in den Bestandsgebäuden sein. Aber das hat Folgen, wie die Forscher*innen vorrechnen: Eine typische Wärmepumpe für ein nicht ausreichend gedämmtes Einfamilienhaus verfügt über eine Anschlussleistung von bis zu 20 kW (Wärmepumpe und Heizstab). Das klingt nicht sehr viel. Aber eine Wärmepumpe läuft über viele Stunden kontinuierlich oder sogar über den ganzen Tag. Und das besonders in den Spitzenzeiten im Winter, wenn in vielen Haushalten gleichzeitig zu heizen ist.

Einfach mal eine Wärmepumpe aufstellen, ist keine sinnvolle Strategie

Der Vorteil der Wärmepumpe liegt bekanntlich darin, dass sie (kostenlose) Wärme aus der Umwelt gewinnt und so aus einer Kilowattstunde Strom typischerweise 2,5 bis 4,5 Kilowattstunden Wärme herstellen kann. So ist auch der Messwert Jahresarbeitszahl definiert: Die Zahl drei bedeutet, dass die Wärmepumpe über das ganze Jahr gesehen aus einer Kilowattstunde Strom drei Kilowattstunden Wärme erzeugt. Eine kleine Jahresarbeitszahl ist gleichbedeutend mit hohem Stromverbrauch.

Je kälter es draußen wird, desto weniger Wärme kann die Wärmepumpe aus der Umwelt entnehmen und desto mehr Strom braucht sie, um die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen. Muss sie zusätzlich noch besonders hohe Vorlauftemperaturen bereitstellen, weil das Gebäude schlecht gedämmt ist, geht die Jahresarbeitszahl schnell "in den Keller" und es wird mehr oder weniger nur noch mit Strom geheizt. Eine teure Angelegenheit.

Die Studie operiert, um die Zusammenhänge zu erklären, mit einem Beispiel: Dazu wird ein Quartier bestehend aus neun Gebäuden herangezogen. Würde man in jedem dieser neun nicht modernisierten Bestandsgebäuden "einfach so" eine Wärmepumpe einbauen, hätte man damit eine elektrische Last von neunmal 15 kW, also insgesamt 135 kW erreicht. Würde man im gleichen Quartier die Gebäude nach dem heutigen Stand der Technik mit einer Wärmedämmung energetisch modernisieren und dann mit einer Wärmepumpe ausstatten, reduzierte sich die Last pro Gebäude auf 5 kW beziehungsweise im gesamten Quartier auf 45 kW. Mithilfe eines flexiblen und reaktiven Lastenmanagements, durch ein "smartes Microgrid", ist bei gut gedämmten Gebäuden die Gesamtlast nochmals bis auf 24 kW reduzierbar. Das ist gerade ein Fünftel der "Einfach-so-Methode".

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Niedrige Vorlauftemperatur geht nur mit Wärmedämmung

Die Ergebnisse zeigen, dass zur geplanten Wärmepumpen-Boomphase unbedingt eine Wärmeschutz-Offensive im Bestand der 19,4 Millionen Wohnhäuser (2021) hinzukommen muss. Wärmepumpen arbeiten effizient mit niedrigen Vorlauftemperaturen (kleiner als 55 Grad-Celsius) in gut gedämmten Gebäuden. In ungedämmten Häusern braucht es immer leistungsstärkere, teure Geräte, die einen deutlich höherem Stromverbrauch haben. Je schlechter ein Gebäude gedämmt ist, desto schwieriger und unwirtschaftlicher ist der Einbau einer Wärmepumpe. Ein überzeugendes Argument der Studie: Mit der gleichen Netz- und Stromkapazität, wie wir sie heute haben, lassen sich fünfmal mehr Wärmepumpen betreiben, wenn die Gebäude gedämmt und netzintegriert sind.

Erst die Hälfte aller Gebäude (9,25 Millionen) sind in Deutschland für den effizienten Betrieb einer Wärmepumpe bislang geeignet. Sind also sozusagen "Niedertemperatur-ready", wie die Autoren in ihrem Gutachten schreiben. "Das sorglose Einbauen von Wärmepumpen in ungeeignete Gebäude zieht nicht nur hohe laufende Kosten nach sich, sondern überlastet auch die Stromerzeugung, die Stromnetze und damit die Umwelt", sagt Andreas Holm, Institutsleiter FIW. Die Studie hat errechnet, dass gedämmte Gebäude die Strom-Spitzenlast im Winter um den Faktor zwei bis drei reduzieren. So können sie zur Netzstabilität beitragen.

Wenn das alles nicht klappt, dann, so die Forderung der Bundesnetzagentur, sei im Energiewirtschaftsgesetzes eine klare Ansage notwendig: Als große Stromverbraucher sollen Wärmepumpen zur Verhinderung von Netzausfällen künftig zu Spitzenzeiten abgeregelt einfach runterfahren. Das Risiko kalter Wohnungen haben Besitzer*innen gedämmter Häuser nicht. Sie brauchen sich bei einer temporären Abschaltung ("Brownout") oder einem Stromausfall ("Blackout") keine Sorgen vor einer kalten Wohnung machen, weil es kaum Wärmeverluste gibt und der Temperaturabfall nicht spürbar ist. Ungedämmte Häuser dagegen kühlen sehr viel schneller aus und sind mit viel Energieaufwand wieder aufzuheizen.

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Fazit - Dämmung ist entscheidend

Die Institute rufen nach einem Dreiklang: einem ausreichenden Angebot an erneuerbaren Energien, Anlagentechnik und Wärmedämmung. Eine solche Politik sind für Immobilienbesitzer*innen ein wichtiges Signal, wenn die hohe Bedeutung von Dämmmaßnahmen herausgestellt und kommuniziert wird. Weil Wärmeschutz und Anlagentechnik zwei Seiten der gleichen Medaille sind, rufen die Wissenschaftler und der Industrieverband völlig zu Recht nach einer "Bundesförderung Effiziente Gebäude (BEG)".

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