Revolution im Altbau: Ohne Wärmepumpe geht es nicht

05.12.2023 | Veröffentlicht in Ausgabe 12-2023

➔ In Güglingen haben wir Matthias Elsasser an den PINK-Anhänger gebeten. Als Leiter Produktmanagement Heiztechnik bei Daikin kennt er sich bestens mit den Wärmepumpen aus.

Ein Großteil der Gebäude aus den 1950er bis 1970er-Jahren sind noch nicht energetisch saniert. Circa drei Viertel davon werden nach wie vor mit fossiler Energie beheizt. Das hat zum einen negative Auswirkungen auf die gesetzten Klimaschutzziele der Bundesregierung, bis 2045 klimaneutral zu sein. Zum anderen wird der Betrieb einer Gas- oder Ölheizung durch die jährlich steigende CO₂-Bepreisung zunehmend unattraktiver. Langfristig niedrige Heizkosten lassen sich nur mit einer Wärmepumpe erreichen und auch die Klimaschutzziele können nur durch einen flächendeckenden Einsatz von Wärmepumpen erreicht werden. Im folgenden Artikel werden die Vorteile der Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizsystemen auch in der Sanierung aufgezeigt und erläutert, warum die Wärmewende nur mit der Wärmepumpe erfolgreich und vor allem zügig umgesetzt werden kann.

Die Wärmepumpe ist eine effiziente, ausgereifte, sofort einsetzbare und zukunftsfähige Schlüsseltechnologie für die Wärmewende. Die Vorteile beim Heizen mit Wärmepumpe sind vielfältig. Wer mit Wärmepumpe heizt, ist schon jetzt vorbereitet auf die technischen und gesetzlichen Anforderungen, die zukünftig kommen werden. So zum Beispiel zukünftige rechtliche CO₂-Einschränkungen wie zum Beispiel der CO₂-Preis auf fossile Brennstoffe. Hinsichtlich der Kosten einer Wärmepumpe gilt es, das große Ganze in den Blick zu nehmen: Der Endkunde bezahlt langfristig gerechnet nicht nur die Investitionskosten in ein neues Heizungssystem. Die Anschaffungs- und Installationskosten einer Wärmepumpe werden sich über die Jahre mit Blick auf die Öl- und Gaspreise sowie auf die steigenden Kosten aufgrund der CO₂-Bepreisung amortisieren. Eine neue Wärmepumpe ist schon mit der geringsten Förderstufe über ihre Nutzungszeit günstiger als eine neue Gasheizung. Das zeigen Berechnungen der Prognos AG im Auftrag des WWF Deutschland. Selbst in einem energetisch ineffizienten Haus der Kategorie F ist der Einbau einer Wärmepumpe über ihre Nutzungszeit von 15 Jahren durch die Grundförderung von 30 Prozent günstiger als eine neue Gasheizung (WWF (2023) „Der Hammer Heizungs-Deal. Eine Modellrechnung Gas vs. Wärmepumpe“ www.wwf.de/2023/august/der-hammer-heizungs-deal) .

CO2-Emissionen im Vergleich — **CO₂-Emissionen im Vergleich**

Einsatz in unterschiedlichsten Gebäudetypen

Die Nutzung von Wärmepumpen ist heute in nahezu allen Gebäudetypen möglich und sinnvoll – vom Einfamilienhaus bis zu Gewerbegebäuden, sogar im unsanierten Altbau. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat mit seinen Felduntersuchungen von Wärmepumpenanlagen im Laufe der letzten 20 Jahre gezeigt, dass es möglich (und notwendig) ist, Wärmepumpen ökologisch und ökonomisch auch erfolgreich in Bestandswohngebäuden einzusetzen. Die Ergebnisse der Feldtests zeigen deutlich, dass Wärmepumpen in der Lage sind, auch in nicht sanierten oder nur geringfügig sanierten Bestandsgebäuden die notwendige Wärme zu liefern – wobei sie effizient genug sind, um klare ökologische Vorteile gegenüber fossil betriebenen Heizkesseln zu erzielen.

Heizen mit höchster Effizienz

In einem treibhausgasneutralen bzw. -armen Energiesystem wird Strom aus erneuerbaren Energien zukünftig die wichtigste Energieform sein. Wärmepumpen nutzen die eingesetzte elektrische Energie am effizientesten. Berechnungen von Prof. Dipl.-Ing. Werner Schenk (Hochschule München), zeigen auf, wie mit 10 kWh erneuerbaren Strom ein Gebäude am effizientesten beheizt werden kann.

Ein möglicher Ansatz zur Wärmeerzeugung ist die Power-to-gas Technik: Wasserstoff wird mittels Elektrolyse und grünem Strom produziert und in das vorhandene Gasnetz eingespeist. Aus 10 kWh Strom können so 7 kWh Wärme mittels Gasbrennwerttechnik hergestellt werden.

Etwas effizienter arbeitet eine Brennstoffzelle. Diese nutzt das Gas und stellt Wärme (3,6 kWh) und Strom (5,2 kWh) bereit. Hier steht am Ende eine Energiemenge von 8,8 kWh.

Ein dritter Ansatz ist die Verwendung des grünen Gases in einem Gaskraftwerk: Hier wird aus 7 kWh auch Strom und Wärme produziert. Der Strom wird in das Netz eingespeist und Wärmepumpen können daraus sehr effizient Wärme produzieren. Am Ende stehen insgesamt 20,5 kWh Wärmeenergie zur Verfügung.

Der vierte von Prof. Werner Schenk betrachtete Fall ist eine Wärmepumpe. Die Effizienz einer Wärmepumpe wird in der Jahresarbeitszahl (JAZ) angegeben. Diese Zahl bezeichnet konkret das Verhältnis von produzierter Wärmemenge für Heizung und Warmwasser (pro Jahr) und der dafür eingesetzten Strommenge. Im hier genannten Beispiel wurde eine Wärmepumpe mit einer JAZ von 4,5 betrachtet, die mit 10 kWh regenerativem Strom 45 kWh Wärmeenergie erzeugt. Und selbst bei einer JAZ von 3,5, ist die Wärmepumpe immer noch die effizienteste Lösung.

Es zeigt, dass die Wärmepumpe die effizienteste Technologie ist, um den vorhandenen Strom für die Produktion von Wärme zu nutzen.

Zukunftssicherheit – Unabhängigkeit von rechtlichen CO₂-Einschränkungen

Neben dem Energieverbrauch von Gebäuden müssen künftig auch ihre CO₂-Emissionen maßgeblich gesenkt werden. Etwa 75 % der Wohnfläche in Deutschland werden heute noch mit fossilen Brennstoffen beheizt. In den kommenden Jahren müssen auch diese Wohnräume vollständig durch CO₂-freie Wärme versorgt werden. Je schneller es gelingt, die Treibhausgas-Emissionen durch energetische Gebäudesanierung und den Ausstieg aus fossilen Öl- und Gasheizungen dauerhaft zu reduzieren, desto schneller erreichen wir das Ziel der Klimaneutralität. Bei den CO₂-Emissionen schneidet die Wärmepumpe eindeutig am besten ab. Bei der Nutzung von (10 kWh) Erdgas als Primärenergie emittiert eine Wärmepumpe mit der JAZ 4,5 im Vergleich zu einer Gastherme 149 kg/kWh weniger CO₂. Durch die Nutzung von 100 % Ökostrom wird der CO₂-Austoß der Wärmepumpe auf 0 kg/kWh gesenkt.

Lohnt sich eine Wärmepumpe in der Sanierung?

Viele Endkunden suchen nach Alternativen zu fossilen Energieträgern, sind sich aber unsicher, ob der Einsatz einer Wärmepumpe im Bestand energetisch und wirtschaftlich sinnvoll ist. Wie sich die Wärmepumpe in der Sanierung tatsächlich lohnt, zeigt folgendes Rechenbeispiel: Als Basis dient ein Gebäude, das circa 3.000 Liter Heizöl benötigt. Der Strompreis ist bei der Berechnung mit 0,31 €/kWh höher angesetzt als der aktuelle Strompreisdeckel von 0,28 €/kWh. Wenn man dies mit einer Wärmepumpe, die mit einer JAZ von 3,2 arbeitet, hochrechnet, dann liegen die Energiekosten für die Wärmepumpe bei 2.906 €. Die Öl-Heizung kostet im Vergleich dazu 2.940 € und eine Gas-Heizung liegt in diesem Rechenbeispiel bei 3.318 €. Wird der Umweltaspekt mit in die Betrachtung gezogen, dann ist der Vorteil der Wärmepumpe eindeutig: Bei einer JAZ zwischen 3 und 3,5 emittiert die Wärmepumpe circa 0,75 t CO₂, eine Öl-Heizung emittiert 8,4 t CO₂ und eine Gas-Heizung stößt 6,6 t CO₂ aus.

365 Tage Komfort – Kühlfunktion

Ein weiterer Vorteil einer Wärmepumpe und ein zusätzlicher Nutzen im Bereich Komfort ist, dass Luft-Wasser-Wärmepumpen nicht nur heizen, sondern auch kühlen können. Dabei wird der Kältekreis einfach umgekehrt. Andere Heizsysteme können dies nicht. Der ideale Wärmeverteiler zum Kühlen mit Wärmepumpen ist zum Beispiel eine wassergeführte Fußbodenheizung, aber auch über einen Wärmepumpenkonvektor ist dies möglich.

Wärmepumpen auch im Bestand ökonomisch und ökologisch sinnvoll

Zu den modernen Wärmepumpensystemen, die besonders leistungsfähig sind und damit sowohl im Neubau als auch in Bestandsgebäuden wirkungsvoll eingesetzt werden können, zählt zum Beispiel die Daikin Altherma 3 H HT. Sie weist hohe Effizienzwerte auf und schafft Vorlauftemperaturen von bis zu 70° C bei Außentemperaturen bis minus 15° C. Sie eignet sich somit auch für den Betrieb mit bestehenden Heizkörpern. Die Daikin Altherma 3 H HT (14 kW, 16 kW und 18 kW) schafft aufgrund eines speziellen Kompressors mit Doppeleinspritzung die Vorlauftemperatur von 70°C rein aus der Verdichter Leistung ohne Heizstab. Bei hohen Außentemperaturen läuft der Verdichter nicht auf Vollleistung. Er ist so ausgelegt, dass er erst bei niedrigen Außentemperaturen seine volle Leistung liefert.

Die Installation der Anlage ist dank Monoblock-Bauweise einfach – auch für Installateure ohne Kälteschein. Mit nur 35 dB(A) (in drei Metern Abstand) ist die Daikin Altherma 3 H HT besonders geräuscharm und eignet sich für dichtbesiedelte Wohngebiete und kleine Grundstücke. Dieser Wert wird erreicht durch geräuschentkoppelte Verdichter, eigens entwickelte Ventilatoren mit optimierten Schwingen und 3-fache Schalldämpfung. Anstelle von zwei Ventilatoren nutzt die neue Wärmepumpe ein größeres Rotorblatt, das sich langsamer dreht und dadurch eine bessere Luftzirkulation erreicht.

Für die Außengeräte der Baureihe Daikin Altherma 3 H HT stehen drei verschiedene Modelle von Inneneinheiten zur Auswahl:

Die Daikin Altherma 3 H HT ECH2O als Komplett-Lösung aus modernster Wärmepumpentechnik mit integriertem Wärmespeicher. Hygienisch und offen für zusätzliche Wärmequellen. Bodenstehendes Modell mit integriertem 300 oder 500 Liter Wärmespeicher in der einzigartigen ECH2O-Technologie.

Die Daikin Altherma 3 H HT F als All-in-one-Konzept mit kleiner Stellfläche und niedriger Bauhöhe. Bodenstehendes Modell mit integriertem 180 oder 230 Liter Warmwasserspeicher aus Edelstahl.

Die Daikin Altherma 3 H HT W (wandhängendes Modell zur Kombination mit einem Wärmespeicher) als flexible Anwendung für Kaskaden oder als Hybridlösung für bestehende Heizsysteme.

Bereits 2006 hat Daikin die erste Luft-Wasser-Wärmepumpe Daikin Altherma auf dem europäischen Markt eingeführt. Seitdem hat sich das System weiter auf dem Markt etabliert und ist mit 1,2 Millionen installierten Geräten die meistverkaufte wassergeführte Wärmepumpenmarke Europas. Die Produktpalette wurde stetig erweitert: verschiedene Produktgruppen für Neu- und Altbau decken mit unterschiedlichen Leistungsstärken und spezifischen Vorteilen ein breites Einsatzspektrum im privaten Ein- und Zweifamilienhausbau ab.

Der beste Wärmeerzeuger hin zur Klimaneutralität

Betrachtet man die genannten Argumente, Studien und Berechnungen, dann wird deutlich, dass die Wärmepumpen-Heizung in einer CO₂-freien Energiewirtschaft nicht nur aus Klimaschutz-Gründen sondern auch aus wirtschaftlichen Gründen und unter Effizienzgesichtspunkten der nachweislich bestmögliche Wärmeerzeuger ist. Hinzukommt, dass ein Gebäude in Hinblick auf die Stromversorgung mit der Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaikanlage sogar autark sein kann. Mit Blick auf die aktuelle weltpolitische Lage ist das ein weiterer wichtiger Punkt, der für die Wärmepumpe spricht. Besitzer von Wärmepumpen setzen schon heute auf eine zukunftssichere Technologie und sind so auf die technischen und gesetzlichen Anforderungen von morgen eingestellt. ■

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