Die Wärmepumpe 2022 – Das Heizsystem der Zukunft?


Viele sehen in der Wärmepumpe das nachhaltige Heizsystem der Zukunft. Und das aus gutem Grund: niedrige Betriebskosten, geringere CO2-Emissionen und Wärmegewinnung ohne fossile Ressourcen sprechen für die moderne Heizung. Doch wie funktioniert eine Wärmepumpe überhaupt? Mit welchen Kosten ist zu rechnen? Und eignet sie sich auch für den Einsatz im Altbau? Wir haben die Antworten.

Vaillant aroTHERM plus Wärmepumpe seitlich am Haus installiert mit Garten im Hintergrund

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Wärmepumpe – Das Wichtigste in Kürze

Eine Wärmepumpe

  • wandelt die Energie der Umwelt mit Hilfe von Strom in Heizwärme für Ihr Haus um
  • kann bei Bezug von 100% Ökostrom oder Energie aus der eigenen PV-Anlage theoretisch CO2-neutral heizen
  • nutzt dazu entweder die Energie der Umgebungsluft, der Erdwärme oder des Grundwassers
  • kostet je nach Modell und Energiequelle zwischen 15.000 € und 25.000 € (bis zu 40% staatliche Förderung im Altbau möglich)
  • lohnt sich vor allem in gut gedämmten Neubauten, kann aber auch im Altbau bei entsprechend guter Isolierung nachgerüstet werden
  • arbeitet am günstigsten und umweltfreundlichsten in Kombination mit einer eigenen Solaranlage auf dem Hausdach

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Wärmepumpen wandeln thermische Energie aus der Umgebung mit Hilfe von Strom in nutzbare Wärmeenergie um.  Klingt vielleicht erstmal kompliziert, ist es aber gar nicht. Grundsätzlich arbeitet die Wärmepumpe in einem Kreislauf aus 5 Schritten:

  1. Im ersten Schritt entzieht die Wärmepumpe der Umwelt Wärmeenergie. Für diesen Vorgang benötigt sie Strom. Das Verhältnis der beiden Energiequellen liegt dabei bei 75% (Umweltenergie) zu 25% (Strom).
  2. Die entzogene Umweltwärme wird nun in den sogenannten Verdampfer geleitet. Das dort befindliche Kältemittel verdampft durch die Zugabe der Wärmeenergie.
  3. Im nächsten Schritt wird das gasförmige Kältemittel im Kompressor verdichtet. Nach den Gesetzen der Thermodynamik steigt dadurch die Temperatur des Dampfes weiter an.
  4. Der heiße Kältemitteldampf gelangt nun in einen Wärmetauscher. Dort wird die Wärme an das Heizsystem des Hauses übertragen, das Kältemittel verflüssigt sich wieder.
  5. Im letzten Schritt fließt das Kältemittel über ein Expansionsventil zurück in den Verdampfer und der Kreislauf beginnt von vorn.

Heizen im Winter

Eine Frage, die sich beim Heizen mit Umweltwärme zwangsläufig stellt, ist: Kann eine Wärmepumpe auch in den kalten Wintermonaten effizient und ausreichend heizen? Die Antwort lautet: Ja, selbst bei Minusgraden kann noch problemlos geheizt werden. Das liegt am verwendeten Kältemittel, welches bereits bei Temperaturen zwischen -10 und -20 °C verdampft. Damit ist auch ein Betrieb im meist eher milden deutschen Winter möglich. 

Zusätzlich verfügen manche Wärmepumpen über einen integrierten Heizstab. Dieser schaltet sich bei noch niedrigeren Temperaturen oder benötigter Mehrleistung hinzu. Wegen des hohen Stromverbrauchs sollte der Einsatz des Heizstabes aber die Ausnahme bleiben. Andernfalls kann die Wärmepumpe von Beginn an größer dimensioniert oder mit einer modernen Gasheizung kombiniert werden. So bleibt es auch im Winter garantiert warm.

JAZ und COP

Eine hohe Effizienz ist entscheidend für den wirtschaftlichen Betrieb einer Wärmepumpe. Dabei existieren zwei meist synonym verwendete Begriffe, die die Effizienz einer Wärmepumpe beschreiben: Die Jahresarbeitszahl (JAZ) und der Coefficient of Performance (COP)

Die wichtigere der beiden Kenngrößen, die JAZ, gibt die reale Effizienz der Wärmepumpe an. Sie berechnet sich aus dem Verhältnis von abgegebener Nutzwärme und aufgewendeter elektrischer Energie. Dabei gilt: Je höher die Temperatur der Wärmequelle und je geringer die benötigte Vorlauftemperatur Ihres Heizsystems, desto weniger elektrische Energie wird benötigt, um den Temperaturhub zu bewältigen. Entsprechend sollten Sie beim Kauf darauf achten, dass die JAZ Ihrer Wärmepumpe stets über 3,5 liegt.

Der COP hingegen steht für die unter Laborbedingungen getestete Leistungsfähigkeit einer Wärmepumpe. Das macht den COP zwar möglicherweise genauer, aber im realen Umfeld deutlich unzuverlässiger als die JAZ.

Wie klimafreundlich ist eine Wärmepumpe?

Auch im Jahr 2022 sind Öl- und Gasheizungen weiterhin die Platzhirsche in deutschen Heizungskellern. Doch eins ist sicher: In Zeiten des Klimaschutzes haben diese beiden fossilen Heizsysteme keine echte Zukunft. Doch wie schneidet die Wärmepumpe in puncto Umweltfreundlichkeit im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen ab?

Beheizungsstruktur in Deutschland 2020
Auch 2020 dominiert Gas den deutschen Heizmarkt. Mit Blick auf zukünftige Klimaziele muss sich das schnellstmöglich ändern.

Die CO2-Bilanz

Kohlenstoffdioxid, kurz CO2, ist das Klimakiller Nummer Eins. Dementsprechend wird es immer wichtiger, im Alltag so wenig wie möglich davon zu emittieren. Schaut man sich deshalb einmal die CO2-Bilanzen von Öl und Gas an, fällt auf: Mit einem CO2-Ausstoß von 250 bzw sogar 320 Gramm pro Kilowattstunde wird der Weg zur Klimaneutralität ein sehr langer. 

Demgegenüber steht die CO2-Bilanz der Wärmepumpe. Diese wird maßgeblich von der Art Strom beeinflusst, mit dem diese betrieben wird. Beziehen Sie Ihren Strom beispielsweise aus dem – zurzeit zu 42% (2021) erneuerbaren – öffentlichen Strommix, ergibt sich ein CO2-Ausstoß von ca. 100 g/kWh. Mit dem zunehmenden Ausbau Erneuerbarer Energien wie Windkraft oder Solar wird dieser Wert in Zukunft jedoch immer weiter sinken. Bezieht Ihre Wärmepumpe die Energie hingegen aus einer eigenen PV-Anlage auf dem Hausdach, sinken die Emissionen zeitweise auf null.

CO2-Ausstoß unterschiedlicher Heizsysteme im Vergleich

Das Kältemittel

Wärmepumpen nutzen sogenannte Flourkohlenwasserstoffe (FKW) als Kältemittel. Diese sind ungiftig und nur schwer entzündbar. Bleiben sie außerdem in einem geschlossenen Kreislauf, können keine Gase mit Treibhauseffekt entwichen. Damit wirkt sich das Kältemittel auch nicht auf die CO2-Bilanz aus. Entsprechend wichtig ist jedoch die regelmäßige Wartung und Instandhaltung des Kältemittelkreislaufs.

Die drei Varianten der Wärmepumpe

Zum Betrieb der Wärmepumpe wird der Umwelt Energie entzogen. Dazu kann auf drei unterschiedliche Energiequellen mit verschiedenen Vor- und Nachteilen zurückgegriffen werden: Umgebungsluft, Erdwärme oder Grundwasser.

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die beliebteste Wärmepumpe auf dem Markt. Das liegt vor allem daran, dass die Umgebungsluft als Energiequelle überall leicht zugänglich ist. Die zur Energiegewinnung benötigte Außeneinheit braucht außerdem kaum Platz und kann kostengünstig installiert werden.

Lediglich die erhöhte Lautstärke der Luft-Wasser-Wärmepumpe kann bei dichter Bebauung zum Problem werden. Im Normalbetrieb kann die Außeneinheit Lautstärken von bis zu 50 Dezibel (ungefähr die Lautstärke eines Kühlschranks) erreichen. Diesem Problem kann mit der richtigen Planung und Zusätzen wie beispielsweise einer Schallschutzhaube jedoch effektiv vorgebeugt werden.

Sole-Wasser-Wärmepumpe

Diese Art der Wärmepumpe nutzt die Energie des Erdreichs. Dazu werden sogenannte Erdsonden (vertikale Bohrung) oder Flächenkollektoren (horizontales Rohrsystem) installiert, die für die Wärmegewinnung verantwortlich sind. Mit dieser Variante können Sie über das gesamte Jahr hinweg sehr effizient und im Betrieb kostengünstig heizen.

Allerdings fallen durch die notwendigen Erdarbeiten hohe Installationskosten von bis zu 100 € je Meter Bohrtiefe oder 25 € pro Quadratmeter Flächenkollektor an. Des Weiteren erhalten Sole-Wasser-Wärmepumpen nicht überall in Deutschland eine Baugenehmigung.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Die dritte und bisher nur selten installierte Variante ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Hier wird mit Hilfe zweier Brunnen Grundwasser in einen Kreislauf befördert, in welchem dem Wasser thermische Energie zum Heizen entzogen wird. Im Vergleich zur Umgebungsluft und dem Erdreich ist die Temperatur des Grundwassers über das Jahr hinweg konstanter, was eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe sehr effizient macht.

Allerdings sind auch hier aufwendige Bodenarbeiten nötig, um das Grundwasser überhaupt zu erreichen. Gleichzeitig besteht immer das Risiko, dass der Grundwasserspiegel unerwartet fällt und die Wärmepumpe in der Folge nicht mehr betrieben werden kann.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist auch 2020 die beliebteste der drei Varianten

Was kostet eine Wärmepumpe?

Die tatsächlichen Kosten dieser Heizungsart lassen sich selten pauschal bestimmen. Viel mehr spielen verschiedene Faktoren wie Hersteller, Modell, Planungsaufwand oder auch die Dämmung des Hauses und mögliche Förderungen eine große Rolle.

Installationskosten

Beim Kauf einer Wärmepumpe müssen Sie mit Investitionen zwischen 20.000 und 35.000 Euro rechnen. In diesen Kosten sind sowohl das Gerät mit allen zugehörigen Komponenten als auch die Installationskosten für den Fachbetrieb enthalten. Durch den geringen Installationsaufwand fallen bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe jedoch die vergleichsweise geringsten Investitionskosten beim Kauf an.

Wärmepumpenförderung

Der tatsächliche Kaufpreis hängt am Ende auch stark von der Förderung ab, die Sie in Anspruch nehmen. So bietet die BAFA im Rahmen der BEG-Förderung beim Einbau einer Wärmepumpe im Altbau einen Zuschuss von 25% der Investitionskosten. Ersetzen Sie eine Öl-, Kohle- oder Nachtspeicherheizung oder eine mindestens 20 Jahre alte Gasheizung, steigt die Förderung sogar auf 35%. Bei einer Wärmepumpe, die Wasser, Abwasser oder Erdwärme als Wärmequelle nutzt, gibt es 5% Förderbonus, sodass die Förderung hier sogar 40% betragen kann.

Sanieren Sie Ihr Haus im Zuge der Installation der Wärmepumpe zu einem KfW-Effizienzhaus, können Sie den KfW-Kredit 261,262 in Anspruch nehmen. Dieser ermöglicht eine zinsgünstige Finanzierung inklusive Tilgungszuschuss.

Betriebskosten

Die Betriebskosten der Wärmepumpe unterscheiden sich wegen der Lage am Rohstoffmarkt aktuell stark von denen einer Öl- oder Gasheizung. Derzeit liegt der Kilowattstundenpreis für Wärmepumpenstrom je nach Anbieter bei 7,5 bis 8,5 Cent, während Sie für eine Kilowattstunde Gas Ende 2021 bis zu 13 Cent pro kWh bezahlen müssen. Das könnte sich in den kommenden Jahren durch steigende Rohstoffpreise und die eingeführte CO2-Steuer jedoch ändern. Damit ist die Wärmepumpe aktuell – und vermutlich auch in Zukunft – das günstigere Heizsystem im laufenden Betrieb.

Wärmepumpe im Alt- und Neubau

Grundsätzlich gilt: Je höher der Dämmstandard Ihres Hauses, desto wirtschaftlicher kann die Wärmepumpe betrieben werden. Das ist auch der Grund, warum diese bisher vor allem in gut isolierten Neubauten zum Einsatz kommen. Mit den richtigen Vorkehrungen ist allerdings auch ein Einsatz im sanierten Altbau denkbar.

Neubau

Die Wärmepumpe ist bereits das beliebteste Heizsystem im Neubau. Das liegt vor allem daran, dass Neubauten durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) einen modernen, hohen Dämmstandard aufweisen müssen. Des Weiteren wird im Neubau in den meisten Fällen eine Fußbodenheizung verbaut. Durch die geringen Vorlauftemperaturen dieses Heizkörpers steigt außerdem die Wirtschaftlichkeit.

Altbau

Um zu entscheiden, ob sich der Einbau einer Wärmepumpe im Altbau noch lohnt, müssen verschiedene Kriterien berücksichtigt werden. Dazu zählt vor allem die Heizlast des Gebäudes. Liegt diese über 16 kW, können zu hohe Stromkosten anfallen. Außerdem kommt es auf den gegebenen Dämmstandard an. Wird eine Vorlauftemperatur von über 50 Grad benötigt, ist ein konventionelles oder hybrides Heizsystem die besser Wahl.

Die Installation bleibt trotz allem in vielen Altbauten möglich. Hier werden im Voraus gegebenenfalls nur Sanierungsmaßnahmen fällig, die jedoch der gesamten Energieeffizienz Ihres Gebäudes zugute kommen. Des Weiteren bietet der Staat im Altbau deutlich höhere, direkte Fördermittel für den Kauf einer Wärmepumpe an.

Dank vielseitiger, staatlicher Förderung sind Sanierungen mittlerweile jedoch durchaus erschwinglich geworden. Solche Modernisierungsmaßnahmen machen auch den Einsatz von Wärmepumpen im Altbau.

Heizen mit Sonnenenergie

Noch umweltfreundlicher und sogar wirtschaftlicher wird eine Wärmepumpe, wenn man sie mit der Kraft der Sonne kombiniert. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten: Zum einen können Sie sie mit einer eigenen PV-Anlage kombinieren. So können Sie zumindest einen gewissen Anteil der benötigten Energie über eigens produziertem Solarstrom decken. Das spart nicht nur zusätzliche Heizkosten, sondern ermöglicht in diesen Zeiten auch ein völlig emissionsfreies Heizen.

Zum anderen können Sie Ihre Wärmepumpe auch um eine Solarthermieanlage erweitern. Diese nutzt die Kraft der Sonne zur kostenlosen und emissionsfreien Aufbereitung von Warmwasser. Auch mit dieser Maßnahme sparen Sie – zumindest in den sonnenreichen Sommermonaten – Heizkosten.

In vielen Fällen reicht eine Wärmepumpe im Sommer jedoch als Heizsystem aus. Solarthermieanlagen, die gerade zu dieser Jahreszeit effizient arbeiten, sind somit eher überflüssig und als Ergänzung zu anderen Heizsystem sinnvoller. Möchten Sie effektiv Heizkosten und Emission sparen, empfiehlt sich viel eher die Kopplung von Photovoltaik und Wärmepumpe. Für die richtige Auslegung dieser Kombination ist eine individuelle Beratung jedoch unerlässlich. Wir von Wegatech stehen Ihnen dabei gerne zur Verfügung.

Gehört der Wärmepumpe die Zukunft?

Das Bundeswirtschaftsministerium sieht – vertreten durch den Thinktank Agora Energiewende – den Einbau von sechs Millionen Wärmepumpen bis 2030 vor. Damit soll das nachhaltige Heizsystem ein zentraler Eckpfeiler bei der CO2-Reduktion im Wohn- und Gebäudesektor werden. Damit dieser Ausbau auch nachhaltig Sinn ergibt, müssten bis dahin mindestens 60% der Energie aus dem öffentlichen Strommix aus erneuerbaren Quellen wie Solar, Windkraft oder Wasserkraft stammen. Zur Erinnerung: Aktuell, Ende 2021, liegt der Anteil bei knapp 45%; der vollständige Kohleausstieg ist sogar erst für 2030 anvisiert.

Wenn Deutschland jedoch den frühen Umstieg auf Ökostrom meistert, steht der Wärmepumpe als Heizung der Zukunft nur noch wenig im Weg. Mit geringen Betriebskosten, guter Förderung und jetzt schon geringeren CO2-Emissionen spricht viel für das neuartige Heizsystem. Diese klare Empfehlung kann jedoch vorerst nur für Neubauten und modernisierte Altbauten ausgesprochen werden. Hier kann die Wärmepumpe effizient und kostengünstig heizen und so auch langfristig zur Heizung Nummer Eins werden.

Damit die Wärmepumpe zukünftig auch im Altbau vermehrt eingesetzt werden kann, muss parallel mehr Aufklärung und Förderung in Sanierungsmaßnahmen investiert werden. So könnten bald auch immer mehr Hausbesitzer*innen im Altbau auf die Wärmepumpe als Heizsystem der Zukunft setzen.

Mit einer Wärmepumpe kostengünstig und nachhaltig heizen

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