Wärmepumpe

Anteil vom Heizen am Primärenergiebedarf in Deutschland

Der Primärenergieverbrauch ist seit Beginn der 1990er Jahre rückläufig. Bis auf Erdgas ist der Einsatz aller fossiler Primärenergieträger zurückgegangen. Dagegen hat die Nutzung erneuerbarer Energien zugenommen. Von den 10.542 Petajoule (2.928 TWh) Gesamtverbrauch in 2024 sind immer noch etwa 36,4% Erdöl, 25,9% Erdgas und 15% Kohle [1]. Dies verteilt sich zu etwa je 30% auf private Haushalte und Verkehr, die restlichen 40% liegen bei Industrie und Handel. Der größte Energieanteil bei den privaten Haushalten fällt für das Heizen an.

Weil wir zu langsam auf Elektroautos und Wärmepumpen umsteigen, haben wir in den Sektoren v.a. in den Sektoren Verkehr und Heizen die angestrebten Klimaziele weit verfehlt.

Typischer Heizbedarf

Für den Heizbedarf bei Wohngebäuden wird als Kenngröße der Jahresverbrauch pro Quadratmeter Wohnfläche herangezogen (der natürlich witterungsbedingt auch schwankt). Der typische Wert für ein Einfamilienhaus liegt bei 90 kWh/m², bei alten Gebäuden teilweise >150 kWh/m² und bei neuen Bauten unter 50 kWh/m². Da bedeutet, dass ein typisches Einfamilienhaus einen Heizbedarf von etwa 22.000 KWh/Jahr hat (ich hatte beim alten Haus teilweise 70.000 KWh, auch der größeren Fläche für insgesamt drei Wohnungen).

Verglichen mit dem typischen Stromverbrauch von 3.000 – 5.000 KWh für ein Einfamilienhaus ist der Heizbedarf der deutlich höhere Anteil von >80% am Gesamtenergiebedarf.

Wärmepumpe

Beim Verbrennerauto haben wir gesehen, dass der Gesamtwirkungsgrad immer unterhalb von 50% liegt, beim Heizen über Verbrennungsprozesse ist der Wirkungsgrad deutlich höher: Bei modernen Gas-Brennwertheizungen können Wirkungsgrade über 90% erreicht werden, wohingegen alte Brennanlagen oft nur bei 70% liegen.

Warum schneidet die Wärmepumpe besser ab, wenn moderne Gasheizung schon so einen hohen Wirkungsgrad haben? Über 100% geht ja nicht (Energieerhaltungssatz)!

Der Wirkungsgrad der eingesetzten elektrischen Energie gegenüber der erzeugten Wärme- (oder Kälte-) Energie liegt bei modernen Wärmepumpen in der Spitze bei über 500%. Das ist darauf zurückzuführen, dass bei der Wärmepumpe der Umwelt Energie entzogen wird und der Stromverbrauch nur als Hilfsenergie für diesen Prozess benutzt wird, aber nicht um Wärme zu erzeugen. Der Wirkungsgrad für diesen Prozess ist jedoch v.a. von der zu erzeugenden Temperaturdifferenz abhängig und kann sich auch auf Werte unter 300% reduzieren.

Welche Typen von Wärmepumpen gibt es?

Die meisten heute verbauten Wärmepumpen sind Luft-Wasser Wärmepumpen (in Deutschland > 90% Anteil), weil sie annähernd überall eingesetzt werden können und die geringsten Investitionskosten verursachen.

Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen wird der Außenluft über den Luftstrom eines großen Ventilators Wärme entzogen und diese zur Erhöhung der Temperatur eines Wasserkreislaufes genutzt. Der Wasserkreislauf kann direkt den Heizkreisläufen zugeführt werden oder über einen Puffertank als Wärmespeicher geführt werden. Die Luft-Wasser Wärmepumpe hat den Nachteil, dass gerade dann, wenn man die meiste Wärmeenergie benötigt, die Außenluft am kältesten ist. Zudem kann es bei Temperaturen nahe oder unter Null zu Vereisungen kommen, die Auftauzyklen notwendig machen, die den Wirkungsgrad nochmals reduzieren. Das kann Wirkungsgrade von nur noch 200% bewirken. Im Jahresmittel liegen moderne Wärmepumpen dennoch über 300%!

Die Alternativen sind Solewärmepumpen (Erdwärmepumpe), bei der dem Boden Wärme entzogen wird. Das kann auf in zwei Varianten erfolgen: Einer Tiefenbohrung für Sonden oder Flachkollektoren, die im Garten vergraben werden. Beides setzt entsprechende geologische oder örtliche Gegebenheiten voraus, die meist nur bei Neubauten umgesetzt werden können und zusätzliche Investitionen von 5.000 – 20.000 € verursachen können. Die Belohnung für den Aufwand liegt darin, dass die Temperaturen im Erdreich zum Winterbeginn bei etwa 15 Grad Celsius liegen und bei richtiger Auslegung immer über Null liegen, was einen deutlich besseren mittleren Wirkungsgrad zur Folge hat. Zudem wird kein Außengerät benötigt (das heute aber fast nicht zu hören ist). Als sehr selten nutzbare Variante wird die Wärmegewinnung über das ‚Anzapfen‘ von Wasserläufen oder wasserführenden Schichten durchgeführt, was nicht oft möglich/erlaubt ist, aber auch gute Voraussetzungen für hohe Wirkungsgrade bringt (weil das Medium immer > 0 Grad Celsius hat).

Wenn man oben genanntes Einfamilienhaus (nicht Neubau, sondern mittlere Heizkosten im Bestand) zur Grundlage nimmt, würde man bei einer Wärmepumpe weniger wie 1/3 (300% gegenüber 95%), also ~7.000 KWh an elektrischem Strom für das Heizen gegenüber einer modernen Gas-Brennwertheizung benötigen. Solange der elektrische Strom pro KWh unter 1/3 der Kosten für Gas oder Öl liegt, ist das im Betrieb heute bereits günstiger.

In Karlstadt würde beim lokalen Energieversorger heute 1 KWh Strom ~ 0,32 €, eine KWh Gas ~ 0,11€ kosten. Das wäre etwa Preisgleichheit. Über den steigenden CO²-Preis und den weltweiten Unsicherheiten in der Öl- und Gasversorgung, wird der Preis für Öl und Gas aber sehr viel schneller steigen, als für den Strom, zumal der heute schon überwiegend aus eigenen, CO2-freien Energiequellen kommt. Zusätzlich hat eine Gasheizung heute höhere Grundgebühren für den Anschluss und auch der Kaminkehrer muss bezahlt werden. Bei Neubauten kommen zusätzlich die Kosten (4.000 – 8.000 €) und der Platzbedarf für einen Kamin dazu, der auch noch die Dachfläche für PV einschränkt.

Die Kosten einer Wärmepumpe gegenüber Gasheizung sinken momentan deutlich und sind in vielen Ländern Europas deutlich geringer als in Deutschland. In Skandinavien sind Wärmepumpen heute der Standard [3] und in Deutschland gibt es aktuell bis 70% Förderung, was die Mehrkosten komplett abfangen sollte. Nur bei sehr wenigen, sehr alten Gebäuden, kann der Einbau von Wärmepumpen schwierig und kostenintensiv werden. Bei Neubauten ist eine Entscheidung gegen die Wärmepumpe grundsätzlich eine fatale Fehlentscheidung!

In den bisherigen Ausführungen bin ich nicht darauf eingegangen, dass die Wärmepumpe Voraussetzung für ein CO²-reduziertes bzw. -freies Heizen ermöglicht, was selbstverständlich auch einen großen Anteil an der Motivation für einen Ausstieg aus der Verbrennung fossiler Stoffe haben sollte!

Die Wärmepumpe kann auch Kälte

Viele Wärmepumpen (wie meine Luft-Wasser-WP) können zwischen Wärme- und Kälteerzeugung umgeschaltet werden. Bürogebäude benötigen heute in Deutschland oft schon mehr Kälteenergie als Energie für das Heizen über das Jahr gesehen. Durch die zunehmende Anzahl an Hitzetagen im Sommer (10-20) wird dies auch für Privathaushalte zunehmend interessant [4]. Wenn das Verteilungssystem im Haus grundsätzlich auch Kälte kann, ist das die viel bessere Alternative zu einer klassischen Klimaanlage (einer zusätzlichen Luft-Luft-Wärmepumpe).

Wärmeverteilung im Haus

Früher war die zentrale Wärmeerzeugungsstelle (=Brennstelle) in der Hütte und später auch in Häuser typisch. Verteilte Einzelöfen (meist Holz, aber auch Gas oder Öl) waren eine Weiterentwicklung, die durch die Zentralheizungen mit den verteilten Heizkörpern weitgehend abgelöst wurde.

Wenn man von punktuellen Heizkörpern weggeht und mehr auf flächige Verteilungssysteme setzt, kann man niedrigere Temperaturen nutzen (gut für den Wirkungsgrad einer WP) und alternativ auch kühlen. Das ginge mit einer Fußbodenheizung oder noch besser (und einfacher) mit einer Deckenheizung. Punktuelle Heizkörper, die unsinnigerweise oft in Nischen zur besseren Wärmeabgabe nach Außen verbaut wurden, führen zu unangenehmer Luftzirkulation und einer schlechten Wärmeverteilung. Flächige Übertragungselemente führen zu einer sehr viel gleichmäßigeren und angenehmeren Wärmeverteilung, auch weil sie mit viel geringeren Temperaturdifferenzen arbeiten.

Eine Deckenheizung, die über abgehängte Decke ausgeführt wird, in der dann auch die Elektroinstallation und die Verteilung der Lüftungsanlage stattfinden kann, ist da eine gute Methode, die sich teilweise auch in Altbauten umsetzen lässt. Die Lüftungsanlage mit Wärmetauscher führt zu einer weiteren Verringerung der Wärmeverluste, da statt des energiefressenden manuellen Lüftens ein kontinuierlicher Luftaustausch stattfindet, der über die Wärmerückgewinnung ~90% der Wärmeverluste reduziert, zu guter Luft und Verhinderung von Schimmelbildung führt.

Die Deckenheizung wirkt als Strahlungsheizung und erzeugt deshalb auch einen angenehm warmen Fußboden, wo man ganzjährig barfuß oder in Strümpfen laufen kann, speziell dann, wen man statt Fließen einen Vinylboden einbaut.

Quellennachweise

[1] Umwelt Bundesamt am 18.12.2025 (https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/primaerenergieverbrauch)

[2] BEDW am 15.10.2025 (https://www.bdew.de/service/daten-und-grafiken/beheizung-des-wohnungsbestandes-in-deutschland/#:~:text=Beheizungsstruktur%20des%20Wohnungsbestandes%20in%20Deutschland%202024%E2%81%B4%20*,(4%2C3%25)%20*%20Strom%20(2%2C5%25)%20*%20Fernw%C3%A4rme%20(15%2C5%25)

[3] KfW 20.02.2025 (https://www.kfw.de/PDF/Download-Center/Konzernthemen/Research/PDF-Dokumente-Fokus-Volkswirtschaft/Fokus-2025/Fokus-Nr.-487-Februar-2025-Waermepumpen.pdf)

[4] Statistika, 12.07.2022 (https://de.statista.com/infografik/22548/anzahl-der-hitzetage-in-deutschland/#:~:text=Hitzetage&text=Eine%20neue%20Hitzewelle%20rollt%20auf,im%20Durchschnitt%2010%20hei%C3%9Fe%20Tage.)