Effizienz von Wärmepumpen

Zum 15. März diesen Jahres wurden die Förderkriterien, sprich die geforderte Jahresarbeitszahlen (JAZ) bei Wärmepumpen, abgesenkt. Der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) fasst die Änderungen zusammen: „Sowohl für Sole/Wasser-, als auch für Wasser/Wasser-Wärmepumpen muss nur noch eine JAZ von 3,8 nachgewiesen werden, um die Förderung zu erhalten. In Nichtwohngebäuden ohne Warmwasserbereitung durch die Wärmepumpe stellt die Richtlinie eine JAZ von 4,0 als Förderbedingung auf. Für Luft/Wasser-Wärmepumpen ist nur eine Mindest-JAZ von 3,5 notwendig. Großwärmepumpen über 100 kW müssen eine JAZ von 3,8 vorweisen, um förderfähig zu sein. Bei gasbetriebenen Wärmepumpen gilt eine JAZ von 1,3 und der gleiche Fördersatz wie für erdgekoppelte, elektrisch betriebene Wärmepumpen.“ 

Trend zur Luft-Wärmepumpe
Nach wie vor, auch nach der Absenkung des Förderkriteriums, erhalten Luft-Wärmepumpen erneut einen Bonus von 0,5 Arbeitszahlpunkten gegenüber Grundwasser- und Erdreich-Wärmepumpen. Schaut man sich den Trend an, so hat man den Eindruck, dass die Luft-Wärmepumpe eine verstärkte Unterstützung durch das MAP gar nicht nötig hat. So meldete der BWP am 27. Januar erstmals mehr Luft- als erdgekoppelte Anlagen. Luft-Wärmepumpen verzeichneten laut BWP einen Zuwachs von 9% zum Vorjahreswert. Der BWP ergänzt: „Neben dem günstigeren Anschaffungspreis für Luft-Wärmepumpen trägt auch die vielerorts komplizierte Genehmigungspraxis zu den sinkenden Zahlen der erdgekoppelten Anlagen bei: In einigen Bundesländern wird die Bewilligung von Erdwärmeanlagen mit übertriebener Vorsicht betrieben – hier steht die Genehmigungspraxis im Widerspruch zu den erklärten Zielen beim Ausbau der Erneuerbaren Energien.“

Von Seiten des Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik (BDH) kommen ähnliche Argumente: „Außenluft als Wärmequelle kann extrem einfach und nahezu überall erschlossen werden – hierfür sind keine Bohrungen oder Genehmigungen notwendig. Bei hohen Außentemperaturen arbeitet die Luft/Wasser-Wärmepumpe besonders effektiv. Das ist ideal für die Warmwasserbereitung im Sommer oder bei der Wärmequelle Abluft, die konstant hohe Temperaturen liefert. Da die Temperaturen der Außenluft im Winter – also zu Zeiten des größten Heizbedarfs – relativ niedrig liegen, arbeitet eine Luftwärmepumpe etwas weniger effizient als erdgekoppelte Systeme und benötigt etwas mehr Antriebsenergie. Allerdings spart man durch den geringeren Bauaufwand wiederum Investitionskosten.“

Bedauerlicherweise lassen sich die Endverbraucher von den etwas günstigeren Investitionskosten von Luft-Wärmepumpen leicht blenden. Was es bedeutet, dass Luft-Wärmepumpen im Winter „etwas weniger effizient als erdgekoppelte Systeme“ sind und „etwas mehr Antriebsenergie“ benötigen, erfahren Kunden leider erst in Form höherer Stromkosten über 20 Jahre und mehr. Von deren kritischen Bewertung im Hinblick auf den Beitrag zum Klimaschutz ganz zu schweigen. Die Werbekampagne des BWP "Zeichen setzen – Wärme pumpen!" anlässlich der ISH-Messe in Frankfurt(Main) vom 15. - 19. März und der sog. "Wärmepumpen-Wochen" im Mai suggeriert hier das Gegenteil: „Nutzer schützen das Klima, haben weniger Wartungsaufwand und sparen Geld, Wärmepumpen produzieren kaum CO2 und beruhen auf ausgereifter Technik."

Das für Luft-Wärmepumpen nur noch eine Mindest-JAZ von 3,5 notwendig ist, lässt sich nur mit Marketing-Interessen erklären und hat mit Klimaschutz nichts zu tun. Andernfalls hätten Luft-Wärmepumpen keine Chance auf eine staatliche Förderung. Dabei muss man berücksichtigen, dass ein solch niedriger Wert nur nach VDI 4650 berechnet ist. In der Praxis liegen die Jahresarbeitszahlen um 0,5 - 0,8 (in Einzelfällen sogar noch deutlich darüber) unter dem Förderwert.

Möglichkeiten und Grenzen der Wärmepumpentechnik
Luft-Wärmepumpen arbeiten unter realistischen Betriebsbedingungen leider nach wie vor weitgehend energie-ineffizient. Grundwasser- und Erdreich -Wärmepumpen können dagegen einen beträchtlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten, wenn die Rahmenbedingungen stimmen und sie fachgerecht geplant und eingebaut werden. Und die höheren Kosten amortisieren sich über die Betriebszeit, weil Erdreich-Wärmepumpen deutlich weniger Strom verbrauchen.

In der Realität sieht es aber leider so aus, dass aufgrund mangelnder oder gar fehlender Energieeffizienz gerade mal knapp 10% der in einem Praxistest untersuchten 50 Wärmepumpen die staatliche Förderung verdient hätten. Einer Förderung, die ja bekanntlich aus Steuergeldern gespeist wird. Der Praxistest (Links am Ende dieses Textes) beinhaltete alle Arten von Wärmepumpen. Insgesamt wurden dabei auch 20 Luft-Wärmepumpen untersucht, lediglich eine einzige übertraf die inzwischen abgesenkte JAZ von 3,5.

Hintergrund: Strommix
Ein entscheidendes Kriterium für die Effizienz von Wärmepumpen ist der tatsächliche Wirkungsgrad bei der Stromproduktion. Hierzu  gibt es leider sehr unterschiedliche Aussagen. Nachfolgend sind zwei Standpunkte aufgeführt:

1. Welche Auswirkungen der verstärkte Einsatz von Wärmepumpen hat – ob die Technik, die regenerative Energien nutzbar macht, tatsächlich wirtschaftlich und in den Anforderungen des Umweltschutzes zukunftsweisend ist, untersucht die Studie von Professor Wagner vom Lehrstuhl Energiewirtschaft und Anwendungstechnik (IfE). Dafür vergleicht sie den Primärenergieeinsatz und die CO2-Emissionen von Wärmepumpen mit Gas- und Öl-Brennwertheizungen und älteren Ölkesseln, jeweils für den Strommix von 2008 und 2030. Grundlage für den Vergleich ist dabei die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe – ein Maß für die Effizienz, das das Verhältnis von abgegebener Nutzwärme zu eingesetztem Strom beziffert. Auch die Auswirkungen der weiteren Zunahme an Wärmepumpen auf den Kraftwerkspark wurden untersucht.
   
   Bereits beim derzeitigen Strommix spart eine Wärmepumpe, laut der Studie, im Vergleich zu einem hocheffizienten Gas-Brennwertkessel ab einer Jahresarbeitszahl von 2,2 Primärenergie und benötigt bei einer JAZ von 4,5 weniger als die Hälfte. Im Jahr 2030 schneiden Wärmepumpen bereits ab einer JAZ von 1,8 besser ab als die effizientesten fossilen Heizsysteme; ab einer JAZ von 3,5 sparen sie bereits 50 Prozent Primärenergie. Insgesamt sparen die prognostizierten 1 Million zusätzlichen Wärmepumpen in Deutschland 2030 jährlich 9,49 TWh Primärenergie.
   
   Bereits 2008 verringert eine Wärmepumpe ab einer Jahresarbeitszahl von mehr als 2,0 die CO2-Emissionen – bei einer Jahresarbeitszahl von 4,0 sinken die CO2-Emissionen sogar um 50 Prozent im Vergleich zum effizientesten Referenzsystem, dem Gasbrennwertkessel. 2030 unterschreitet eine Wärmepumpe bereits ab einer JAZ von 3,6 die Marke von 100 g CO2/kWh Wärme – ein Drittel der Emissionen eines Öl-Brennwertkessels oder 40 Prozent eines Gas-Brennwertgeräts. Insgesamt sparen nach der TU-Studie die prognostizierten 1 Million zusätzlichen Wärmepumpen in Deutschland 2030 im Vergleich zu Gas-Brennwertheizungen jährlich 2,3 Millionen Tonnen CO2.
   
   (Quelle: Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e.V., Berlin)
   
   
   
2. Ungünstige Trendentwicklung der Stromerzeugung in Deutschland:
   
   In der absehbaren Trendentwicklung der Stromerzeugung in Deutschland werden in Folge der umfangreichen Erneuerungen und Energieträgerwechsel im Kraftwerkspark bis etwa 2020 die spezifischen Treibhausgas-Emissionen des deutschen Stromes nur um rund ein Achtel sinken – und immer noch deutlich mehr als 500 Gramm CO2-Äquivalente pro Kilowattstunde betragen.
   
   Nach der aktuellen energiewirtschaftlichen Prognose werden die erneuerbaren Energien zwar 26 % der Bruttostromerzeugung im Jahre 2030 abdecken, doch die verbleibenden drei Viertel der Stromerzeugung werden auf den nichterneuerbaren und CO2-emittierenden Energieträgern Kohlen und Erdgas basieren: Die wichtigsten Primärenergieträger im Jahre 2030 sind – gemessen an der Bruttostromerzeugung – Braunkohle (29 %), Steinkohle (21 %), Windenergie (16 %) und Erdgas (10 %).
   
   Entsprechend des Ausstiegsbeschlusses werden die deutschen Kernkraftwerkskapazitäten bis etwa 2020 stillgelegt. Verfahren zur CO2-Abscheidung, die zeitweise die spezifischen CO2- Emissionen senken würden, spielen diesem Szenario zufolge keine Rolle. In der Trendentwicklung der Stromerzeugung in Deutschland bis 2030 ergeben sich mit Blick auf den Umweltschutz keine grundsätzlich verbesserten Bewertungen der elektrischen Wärmepumpen; ihr Nachteil bleibt der überwiegend aus fossilen Energieträgern erzeugte elektrische Strom.
   
   (Quelle: Umweltbundesamt, Fachgebiet I 2.4 Energieeffizienz
   Elektrische Wärmepumpen – eine erneuerbare Energie?)

Fazit
Die DGS möchte ausdrücklich betonen nicht grundsätzlich gegen den Einsatz von Wärmepumpen zu sein. Die DGS hält es jedoch für wichtig, dass eine ausgewogene Berichterstattung zu den Möglichkeiten, aber auch Grenzen der Wärmepumpentechnik notwendig ist. Unrealistische Werbeversprechungen der Branche führen letztendlich zu unzufriedenen Kunden und gehen auch zu Lasten der Umwelt. Leider klaffen die tatsächlich in der Praxis erzielbaren und die versprochenen Effizienzwerte nach wie vor auseinander.

Matthias Hüttmann

siehe auch:
Die Energieeffizienz von Wärmepumpen
Nicht jede Wärmepumpe trägt zum Klimaschutz bei
Klimafreund Wärmepumpe - Luft/Luft WP im Pasivhaus?
Warmwasser-Wärmepumpen auf dem Prüfstand