Eins ist gewiss: Der Wechsel von Öl- und Gasheizungen zur Wärmepumpe wird in dem Klima-Sofortprogramm auftauchen, das Bau- und Wirtschaftsministerium Mitte des Jahres vorlegen müssen, damit der Gebäudesektor wieder sein CO2-Budget einhält.
Der Vorteil der klimapolitisch favorisierten Wärmepumpe: Sie heizt genau genommen nicht mit Strom, sondern sie nutzt Strom, um aus CO2-freier Umgebungswärme Heizwärme zu machen. Entscheidend dafür ist die sogenannte Jahresarbeitszahl.
Diese beschreibt, wie effizient eine Wärmepumpe arbeitet. Eine Jahresarbeitszahl von 3 bedeutet: Aus einer Kilowattstunde Strom werden drei Kilowattstunden Heizwärme erzeugt, indem zwei Kilowattstunden Umweltwärme eingekoppelt werden – aus der Luft, dem Boden oder tieferen Erdschichten. Bei einer Arbeitszahl von 4 "erzeugt" eine Kilowattstunde Strom vier Kilowattstunden Heizwärme.
Strom ist in Deutschland noch nicht klimaneutral. 2021 belastete im Strommix jede Kilowattstunde das Klima mit etwas unter 430 Gramm CO2. Die Wärmepumpe muss deshalb eine Mindestmenge an Umweltwärme einkoppeln, um ihre Emissionen im Vergleich zu fossilen Heizsystemen auszugleichen.
Nach Angaben des Fraunhofer-Instituts ISE ist das ab einer Jahresarbeitszahl von 1,5 gegeben. Das Umweltbundesamt (UBA) kommt auf 1,6. Dann erzeugt das Wärmepumpensystem weniger CO2-Emissionen als ein erdgasbetriebener Heizkessel mit 95-prozentigem Wirkungsgrad, sagen die Institute.
Leute, die die Wärmepumpe schlechtrechnen wollen, nehmen gern andere Emissionsfaktoren jenseits von 500 Gramm CO2 pro Kilowattstunde. Beispielsweise enthält der Strommix zu Winterzeiten, wenn mehr fossiler Strom im Netz ist, rechnerisch mehr Klimagas.
Erdgas-Emissionen bestimmen Klimaeffekt mit
Der Klimaeffekt gegenüber der Gasheizung hängt auch stark davon ab, wie "schmutzig" das fossile Erdgas ist. Wer die Gasheizung schönrechnen und Wärmepumpen zum Beispiel im Altbau in Zweifel ziehen will, nimmt einfach einen geringen Emissionsfaktor für die Gasheizung von deutlich unter 200 Gramm CO2 je Kilowattstunde.
Beliebt sind hier unter "Ingenieuren" Angaben von 170 oder 180 Gramm je Kilowattstunde. Diese Werte führen nämlich dazu, dass eine Wärmepumpe, die nur eine Jahresarbeitszahl von 1,5 erreicht und damit rund 285 Gramm CO2 pro Kilowattstunde verursacht, klimapolitisch deutlich schlechter als Erdgas dasteht. Fans der Fossilen können schließlich auch rechnen.
In seriösen Studien finden sich dagegen Angaben, dass pro Kilowattstunde Erdgaswärme, wobei auch der Wirkungsgrad der Heizung berücksichtigt wird, rund 250 Gramm CO2 freiwerden. Nicht wenige Fachleute halten Erdgas für so klimaschädlich wie Steinkohle und veranschlagen zum Beispiel für Flüssigerdgas 300 Gramm CO2. Da ist dann auch eine schlechte Wärmepumpe im Vorteil.
Erschwerend kommt hinzu, dass die Jahresarbeitszahlen elektrischer Wärmepumpen stark schwanken, nicht nur wegen unterschiedlicher Anlagenkonzepte. Ihre Effizienz hängt auch davon ab, wo sie installiert sind: in Neubauten mit überwiegender Fußbodenheizung oder in Altbauten, wo es vor allem Heizkörper gibt.
Das Umweltbundesamt führte dazu Feldtests durch. Danach erreichen Wärmepumpen, die die Wärme aus der Umgebungsluft nutzen, in Neubauten Jahresarbeitszahlen von 2,6 bis 3,3, in schlechtesten Fällen nur 1,5, in besten Fällen aber auch mehr als 4. In Altbauten lagen die Jahresarbeitszahlen von Luft-Wärmepumpen bei 2,4 bis 2,7. Die große Bandbreite zeigt laut UBA, dass auch viele Wärmepumpen noch großes Optimierungspotenzial haben.
Wirtschaftlichkeit hängt von Effizienz und Preisentwicklung ab
Der reine Klimaeffekt sagt noch nichts darüber, ob eine elektrische Wärmepumpe ihre gegenüber dem Gaskessel höheren Investitionskosten wieder einspielt, weil ihre Betriebskosten geringer sind.
Nach Erfahrungen des Umweltbundesamtes muss dazu die Jahresarbeitszahl über 3,2 liegen. Dabei geht die Behörde von Preisen aus, bei denen die Kilowattstunde Wärmepumpen-Strom 40 Cent kostet und die Kilowattstunde Erdgas zwölf Cent.
Ob diese Preise so eintreffen, steht noch in den Sternen. Auf längere Sicht werden aber steigende CO2-Preise strombasierte Wärmepumpen wirtschaftlich attraktiver machen, sind sich viele Fachleute sicher.
Klar ist: Je höher der Anteil des Ökostroms im Strommix ist, desto klimafreundlicher ist die Wärmepumpe. Wer mit der Technik CO2 sparen will, kommt am Ausbau der erneuerbaren Energien nicht vorbei.
Alles in allem ist der bisherige Beitrag der Wärmepumpen für den Klimaschutz noch überschaubar. Der Branchenverband BWP gibt für 2022 eine jährliche CO2-Einsparung von rund vier Millionen Tonnen an – bei einem Bestand von 1,4 Millionen Wärmepumpen. Ziel der Bundesregierung ist es, bis 2030 rund sechs Millionen Wärmepumpen eingebaut zu haben.
Rebound-Effekte noch unklar
Im derzeit heiß diskutierten Gebäudeenergiegesetz (GEG) ist keine Angabe zu finden, wie viel CO2 mit der dortigen Vorgabe eingespart wird, dass ab 2024 neue Heizungen mit einem Anteil von 65 Prozent Erneuerbaren betrieben werden müssen.
Eine Anfrage des Linken-Fraktionschefs Dietmar Bartsch im Bundestag erbrachte die Auskunft aus dem Wirtschaftsministerium, das Gesetz werde 2024 rund 1,7 Millionen Tonnen CO2 zusätzlich einsparen. Bis 2030 soll diese Menge auf etwas mehr als zehn Millionen Tonnen steigen.
Allerdings mindern fossile Ausnahmen, die zuletzt ins Gesetz aufgenommen wurden, die Klimawirkung. "Dass unter dem Deckmantel H2-ready weiter Gasheizungen in Betrieb genommen werden und noch über ein Jahrzehnt fossiles Gas verbrennen dürfen, halten wir für eine Mogelpackung", bedauert Jürgen Leppig, Chef des Energieberaterverbands GIH.
Sollen die Klimaziele im Gebäudesektor wirklich erreicht werden, müssen die Anforderungen ehrgeiziger ausfallen, fordert Leppig.
CO2-Reduktion stockt seit 2007
Bei der Klimawirkung des neuen Gesetzes sind weitere gegenläufige Effekte zu berücksichtigen. So sind seit 1990 die CO2-Emissionen aus der Raumwärme in privaten Haushalten um etwa 40 Millionen Tonnen zurückgegangen, zeigen Statistiken.
Diese CO2-Reduktion war aber schon 2007 erreicht, seitdem ist nicht mehr viel passiert. Die CO2-Einspareffekte – unter anderem durch den steigenden Anteil erneuerbarer Energien – werden bisher größtenteils durch die wachsende Pro-Kopf-Wohnfläche aufgezehrt.
Standen 1990 im Schnitt pro Person noch rund 35 Quadratmeter Wohnfläche zur Verfügung, stieg diese Größe bis 2020 auf über 47 Quadratmeter an.
Und künftig drohen ähnliche Rebound-Effekte. So will die Bundesregierung bekanntlich bis zu 400.000 Wohnungen pro Jahr neu bauen lassen. Prognosen, wie dadurch möglicherweise die CO2-Emissionen im Gebäudebereich steigen, sind nicht bekannt.
Zu guter Letzt kommt wenigstens das Klimaschutzgesetz dem Gebäudesektor zur Hilfe: Weil der Strom für die Wärmepumpen hauptsächlich aus öffentlichen Kraftwerken kommt, werden dessen CO2-Emissionen dann auch der Energiewirtschaft zugeschlagen.
An der deutschen Gesamtbilanz ändert das nichts, könnte aber dem Gebäudesektor helfen, sein CO2-Budget leichter einzuhalten. Klimapolitik ist immer auch ein bisschen Verschiebebahnhof.
